požari i eksplozije u podzemnoj eksploataciji
TRANSCRIPT
Požari i eksplozije u podzemnoj eksploataciji
Gelemanović, Filip
Master's thesis / Diplomski rad
2020
Degree Grantor / Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: University of Zagreb, Faculty of Mining, Geology and Petroleum Engineering / Sveučilište u Zagrebu, Rudarsko-geološko-naftni fakultet
Permanent link / Trajna poveznica: https://urn.nsk.hr/urn:nbn:hr:169:969108
Rights / Prava: In copyright
Download date / Datum preuzimanja: 2021-11-03
Repository / Repozitorij:
Faculty of Mining, Geology and Petroleum Engineering Repository, University of Zagreb
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
RUDARSKO-GEOLOŠKO-NAFTNI FAKULTET
Diplomski studij rudarstva
POŽARI I EKSPLOZIJE U PODZEMNOJ EKSPLOATACIJI
Diplomski rad
Filip Gelemanović
R223
Zagreb, 2020.
Sveučilište u Zagrebu Diplomski rad
Rudarsko-geološko-naftni fakultet
POŽARI I EKSPLOZIJE PODZEMNOJ EKPLOATACIJI
Filip Gelemanović
Rad izrađen: Sveučilište u Zagrebu
Rudarsko-geološko-naftni fakultet
Zavod za rudarstvo i geotehniku
Pierottijeva 6, 10 000 Zagreb
Sažetak
U diplomskom radu su obrađene opasnosti u podzemnoj eksploataciji s naglaskom na požare i eksplozije.
Navedeni su svi uzroci požara i eksplozija u rudarstvu, njihova prevencija i svladavanje. Koristeći programe
Word i Excel iz Office paketa, statistički su obrađene nesreće u rudarstvu tijekom posljednjih 20 godina.
Rezultati statističke obrade su prikazani u obliku dijagrama koji se odnose na smrtno stradale rudare u
nesrećama, te uzroke i lokacije tih nesreća. U posljednjih 20 godina je kroz ovaj pregled ustanovljeno 3880
smrtno stradalih rudara, od kojih je najveća većina stradala od požara i eksplozija u ugljenokopima, što čini
3530 žrtava, odnosno 91 % svih stradalih. Postoje mnogi čimbenici koji utječu na sigurnost, te koji mogu biti
reducirani, ali nikad u potpunosti eliminirani.
Ključne riječi: opasnosti, podzemna eksploatacija, požari, eksplozije, Office
Završni rad sadrži: 54 stranice, 1 tablicu, 22 slike, 1 prilog, i 5 referenci.
Jezik izvornika: Hrvatski
Pohrana rada: Knjižnica Rudarsko-geološko-naftnog fakulteta, Pierottijeva 6, Zagreb
Mentor: Dr. sc. Mario Klanfar, docent RGNF
Ocjenjivači: Dr. sc. Mario Klanfar, docent RGNF
Dr. sc. Dalibor Kuhinek, izvanredni profesor RGNF
Dr. sc. Vinko Škrlec, docent RGNF
Datum obrane: 14.2.2020., Rudarsko-geološko-naftni fakultet Sveučilišta u Zagrebu
University of Zagreb Master's Thesis
Faculty of Mining, Geology and Petroleum Engineering
FIRES AND EXPLOSIONS IN UNDERGROUND EXPLOITATION
Filip Gelemanović
Thesis completed at: University of Zagreb
Faculty of Mining, Geology and Petroleum Engineering
Department of Mining Engineering and Geotechnics
Pierottijeva 6, 10 000 Zagreb
Abstract
The Master´s thesis deals with the dangers of underground exploitation with emphasis on fires and explosions.
All causes of fires and explosions in mining, their prevention and control are listed. Using Word and Excel
from the Office suite, mining accidents have been statistically analyzed over the last 20 years. The results of
the statistical analysis are presented in the form of diagrams relating to the deaths of miners in accidents and
the causes and locations of such accidents. Over the past 20 years, this survey has identified 3880 deceased
miners, the largest majority of whom have been killed by fires and explosions in coal mines, accounting for
3530 casualties, or 91 % of all casualties. There are many factors that affect security that can be reduced but
never completely eliminated.
Keywords: danger, underground exploitation, fire, explosion, Office
Thesis contains: 54 pages, 1 tables, 22 figures, 1 appendixes and 5 references.
Original in: Croatian
Archived in: Library of Faculty of Mining, Geology and Petroleum Engineering, Pierottijeva 6, Zagreb
Supervisors: Mario Klanfar, PhD, Associate Professor
Reviewers: Assistant Professor Mario Klanfar, PhD
Associate Professor Dalibor Kuhinek, PhD
Assistant Professor Vinko Škrlec, PhD
Defence date: February 14, 2020, Faculty of Mining, Geology and Petroleum Engineering, University of
Zagreb
1
SADRŽAJ
1. OPASNOSTI U PODZEMNOJ EKSPLOATACIJI ...................................................... 5
1.1. Eksplozije .................................................................................................................. 5
1.2. Respiratorne opasnosti ............................................................................................... 7
1.3. Plinovi ........................................................................................................................ 7
1.4. Prašina ........................................................................................................................ 9
1.5. Fizičke opasnosti ..................................................................................................... 10
1.6. Biološki agensi ......................................................................................................... 12
1.7. Kemijski agensi ....................................................................................................... 12
2. POŽARI I EKSPLOZIJE U PODZEMNOJ EKSPLOATACIJI ................................. 14
2.1. Vatreni trokut i proces gorenja ................................................................................ 14
2.2. Klasifikacija rudarskih požara ................................................................................. 16
2.3. Uzroci požara u rudniku .......................................................................................... 16
2.3.1. Mehanizacija ......................................................................................................... 16
2.3.2. Električni uređaji ................................................................................................... 17
2.3.3. Transportne trake .................................................................................................. 18
2.3.4. Ostali uzroci požara trenjem ................................................................................. 19
2.3.5. Eksplozivi ............................................................................................................. 19
2.3.6. Zavarivanje ........................................................................................................... 19
2.3.7. Pušenje i sigurnosne svjetiljke .............................................................................. 20
2.4. Egzogeni požari ....................................................................................................... 20
2.4.1. Požari bogati kisikom i gorivim tvarima .............................................................. 21
2.4.2. Utjecaj požara na ventilaciju ................................................................................. 22
2.4.3. Učinak uzgona (prirodni propuh) ......................................................................... 22
2.4.4. Metode gašenja egzogenih požara ........................................................................ 24
2.4.5. Gašenje požara vodom .......................................................................................... 24
2.4.6. Gašenje požara ekspandirajućom pjenom ............................................................. 25
2.4.7. Kontrola putem ventilacije .................................................................................... 26
2.4.8. Kontrola tlaka ....................................................................................................... 27
2.4.9. Okretanje zračnih struja ........................................................................................ 28
2.5. SAMOZAPALJENJE .............................................................................................. 29
2.5.1. Mehanizmi nastanka samozapaljenja u mineralima ............................................. 30
2.5.2. Faze oksidacije ...................................................................................................... 30
2
2.5.3. Sposobnost ugljena samozapaljenju ..................................................................... 31
2.5.4. Prevencija nastanka samozapaljenja ..................................................................... 31
2.5.5. Svladavanje samozapaljenja ................................................................................. 32
2.6. UPOTREBA PREGRADA I KONTROLE TLAKA U SLUČAJU POŽARA I
EKSPLOZIJA ...................................................................................................................... 35
2.7. Plinoviti produkti požara (gorenja) .......................................................................... 38
3. EKSPLOZIJE U PODZEMNIM KOPOVIMA ........................................................... 40
3.1. Uzroci eksplozija ..................................................................................................... 40
3.1.1. Eksplozije plinova ................................................................................................. 41
3.1.2. Eksplozije ugljene prašine .................................................................................... 41
3.1.3. Eksplozije sulfidne prašine ................................................................................... 43
3.2. Suzbijanje eksplozija ............................................................................................... 43
3.2.1. Upotreba kamene prašine i vodenih barijera ........................................................ 44
3.2.2. Aktivirajuće barijere i detektori eksplozija ........................................................... 46
4. PREGLED POŽARA I EKSPLOZIJA PO RUDNICIMA .......................................... 47
5. ZAKLJUČAK .............................................................................................................. 53
6. LITERATURA ............................................................................................................. 54
POPIS SLIKA
Slika 2-1 Kemijska eksplozija……………………………………………………………6
Slika 2-2 Eksplozija električnih ili magnetskih instalacija ………………………………6
Slika 2-3 Eksplozija uzrokovana mehaničkim kvarom…………………………………..6
Slika 2-4 Različiti oblici zračenja i njihovo prodiranje kroz materijale............................11
Slika 2-5 GHS piktogrami opasnosti……………………………………………………14
Slika 3-1 Vatreni trokut…………………………………………………………………15
Slika 3-2 Primjena pregrada u kontroli štetnih plinova………………………………….28
Slika 3-3 Zona u kojoj je moguća pojava spontanog zapaljenja materijala u zarušenog
područja………………………………………………………………………………...32
Slika 3-4 Koncentracija plinova ovisno o temperaturi ugljena…………………………33
Slika 3-5 Pregrada otporna na eksploziju……………………………………………….36
Slika 3-6 Pregrada s oduškom…………………………………………………………..37
Slika 4-1 Eksplozija ugljene prašine u testnoj prostoriji………………………………...42
Slika 4-2 Konstrukcija barijere kamene prašine u hodniku……………………………..44
3
Slika 4-3 Razmještaj barijera kamene prašine u rudniku………………………………..45
Slika 4-4 Aktivirajuća barijera za suzbijanje……………………………………………46
Slika 5-1 Dijagram smrtno stradalih u rudarskim nesrećama…………………………..48
Slika 5-2 Dijagram smrtno stradalih po uzrocima nesreća………………….…………..48
Slika 5-3 Dijagram smrtno stradalih u pojedinm mineralnim sirovinama……………....49
Slika 5-4 Dijagram kretanja broja smrtno stradalih u rudnicima……………………….50
Slika 5-5 Dijagram kretanja broja pojavljivanja požara i eksplozija u rudnicima……..50
Slika 5-6 Dijagram pojavljivanja požara i eksplozija u rudnicima…………………….51
Slika 5-7 Dijagram pojavljivanja požara i eksplozija u mineralnim sirovinama……....52
POPIS TABLICA
Tablica 3-1 Granice zapaljivosti i eksplozivnosti plinova u rudnicima…………………….39
POPIS PRILOGA
Prilog 1. Tablica nesreća u rudnicima tijekom 2000. – 2020.
4
UVOD
Opasnosti u podzemnoj eksploataciji od kojih se najviše strahuje su zasigurno požari i
eksplozije. Takve opasnosti se ne događaju često, no kao posljedicu imaju velike materijalne
gubitke i tragične ishode, opasne po život rudara, ali i trenutno ili trajno oštećenje rezervi
mineralnih sirovina. Požari i eksplozije koji se događaju u podzemnom prostoru se razlikuju
od površinskih po tome što su za većinu smrti uzrok udisanje otrovnih plinova i dima, točnije
ugljičnog monoksida, a ne opekotine i udarni val.
Pojava požara i eksplozija u podzemnoj eksploataciji je i dalje prisutna usprkos razvoju
metoda eksploatacije, praćenja utjecaja eksploatacije na okoliš, te kontrole potencijalnih
opasnosti. Prema Malcom J. McPhersonu (2009.) je više razloga za to; kao što je porast
upotrebe različitih materijala koje su uvedene kroz moderne metode otkopavanja, koje
variraju od smola i plastika do tekućih goriva i hidrauličnih ulja. Drugi razlog je sve veće
uvođenje mehaniziranih metoda otkopavanja, od kojih mnogi strojevi sadrže zapaljive
tekućine i materijale koji mogu proizvesti otrovne pare prilikom zagrijavanja.
Za pojavu opasnosti, kao što su požari i eksplozije, uvelike su zaslužni i prioriteti
sigurnosti i zdravlja kod samih rudarskih kompanija i država u kojima se nalaze. Također je
pojava tih incidenata povezana povećana u razdobljima kada je visoka cijena minerala i
fosilnih goriva. Države koje imaju aktivna istraživanja u području sigurnosti u rudarstvu i u
koja se dodatno ulažu sredstva, pridaju veliku pažnju za sigurnost kao i tvrtke koje posluju
u tim zemljama.
U ovome radu će biti prikazani uzroci požara i eksplozija u rudnicima, metode njihova
svladavanja, te preventivne mjere koje se koriste u rudarstvu. Također, katastrofalne
posljedice požara i eksplozija su statistički obrađene kroz pregled nesreća u rudarstvu
tijekom bliže povijesti, gledano kroz broj unesrećenih.
5
1. OPASNOSTI U PODZEMNOJ EKSPLOATACIJI
Svi zaposlenici u rudarstvu, odnosno na podzemnoj eksploataciji, su izloženi brojnim
opasnostima, kao što su: otrovni plinovi, urušavanje podzemnih prostorija, padajući dijelovi
stijene, gorski udari, požari i eksplozije. Postoje mnogi čimbenici koji utječu na sigurnost
radnika i rizici koji mogu biti reducirani, ali nikad u potpunosti eliminirani. Radno okruženje
u rudniku mora biti opremljeno sigurnosnim uređajima koji u većini slučajeva spašavaju
živote, svaki radnik koji ulazi u rudnik mora biti educiran o potencijalnim opasnostima, a
sigurnosni uvjeti na radilištu moraju biti propisani zakonom. Visoko spremni i educirani
radnici su ključ sigurnog radnog okruženja.
U rudarstvu postoje mnoge opasnosti, koje po MINERS priručniku (2019.) mogu biti
podijeljene u četiri glavne grupe: opasnosti u zraku, fizičke, kemijske i biološke opasnosti.
1.1. Eksplozije
Eksplozija je izuzetno brza kemijska reakcija praćena praskom, oslobađanjem velike
količine topline i naglim povećanjem volumena uslijed stvaranja plinovitih produkata.
Osnovna je značajka eksplozije nagli skok tlaka u sredini gdje je ona izazvana, te ima
razarajuće učinke. Detonacija je proces širenja kemijske reakcije unutar eksplozivne tvari
nadzvučnom brzinom koja se kod gospodarskih eksploziva kreće između 2000 m/s i 8000
m/s, te se povećava s porastom gustoće eksploziva.
U rudarstvu su eksplozivi potencijalna opasnost za eksploziju, no njih se iskorištava na
način da se kontrolirano koristi kemijska energija u obliku topline. Također, postoji opasnost
od nekontroliranog oslobađanja pohranjene energije koja može biti nezamjećena prilikom
rukovanja eksplozivima. Neželjeni događaji mogu dovesti do oštećenja opreme,
infrastrukture rudnika, a šrapneli mogu uzrokovati ozljede ili, u najgorem slučaju, smrt
radnika.
Eksplozije mogu biti:
1) Kemijske – visokoeksplozivne tvari, zapaljivi plinovi, fine čestice ili zapaljiva
prašina (Slika 2-1)
2) Fizikalne - Električne ili magnetske – iskre struja visokog napona ili povećani
magnetski pritisak u jakim elektromagnetima (Slika 2-2)
Mehanički kvarovi – odmak od sigurnosnog upravljanja strojevima ili puknuće
guma na vozilima (Slika 2-3)
6
Slika 2-1 Kemijska eksplozija (MINERS priručnik, 2019.)
Slika 2-2 Eksplozija električnih ili magnetskih instalacija (MINERS priručnik, 2019.)
Slika 2-3 Eksplozija uzrokovana mehaničkim kvarom (MINERS priručnik, 2019.)
7
1.2. Respiratorne opasnosti
Respiratorne ili opasnosti u zraku uključuju nekoliko tipova čestica, prirodnih plinova,
ispušnih plinova i neke kemijske pare. Tri su moguća ulaza štetnih tvari u ljudsko tijelo, a to
su: kroz želudac, kožu ili pluća, koji predstavlja i najbrži ulaz za štetne tvari.
Respiratorne opasnosti se klasificiraju kao:
• Nedostatak kisika
• Kontaminiranje plinovima i parama
• Kontaminiranje česticama (aerosoli, prašina, smog, dim, maglica, sprej)
• Kombinacija plinova, para i čestica
Nedostatak kisika ili akumulacija opasnih plinova se može pojaviti samo u zatvorenim
prostorima, uključujući zgrade, tunele, kanalizaciju, svodove, spremnike ulja, goriva,
kemijskih tvari, silose i posebice podzemne rudarske prostorije. U njima se mogu nakupljati
plinovi i pare koji su zapaljivi, otrovni, koji guše, te se pojavljuje nedostatak kisika. Upravo
zbog svoje zatvorenosti su podzemne prostorije u rudarstvu najopasnije prilikom požara i
eksplozija jer dolazi do nakupljanja otrovnih plinova, dima, manjka kisika, te porasta
temperature.
Dim predstavlja suspenziju sitnih čestica ugljika i katrana u zraku, ali i čestica prašine
koje lebde u kombinaciji sa zagrijanim plinovima. Čestice predstavljaju kondenzacijsku
površinu za plinovite produkte sagorjevanja, posebice aldehide i organske kiseline. Veličina
čestica u dimu određuje koliko će daleko stići u plućima.
1.3. Plinovi
Plinovi koji se najčešće nalaze u rudnicima su: metan, ugljični monoksid, ugljični dioksid,
sumporovodik, plinoviti produkti miniranja i ispušni plinovi strojeva, kao što su dušikovi
oksidi. Plinovi koji su najvažniji, a prirodno se nalaze u ležištima, su metan i sumporovodik
u ugljenokopima i radon u rudnicima urana i drugim.
Plinovi mogu biti zapaljivi i eksplozivni, također mogu biti štetni po ljudsko zdravlje
ukoliko ih se udiše određeno vrijeme u koncentracijama iznad sigurne granice za taj
vremenski period. Mogu uzrokovati gušenje, iritiranje grla, nosa, očiju, akutne respiratorne
probleme, anoksiju ili druge plućne bolesti, čak i rak pluća tijekom dužeg perioda izlaganja
plinovima.
8
Tijekom požara u rudniku se oslobađaju velike količine plinova koji su smrtonosni.
Najveći izazov s kojim je suočen radnik pri požaru je njegova osobna zaštita od udisanja
otrovnih plinova. Smrtonosne koncentracije otrovnih plinova se mogu kretati od nekoliko
dijelova na milijun (ppm).
Prilikom požara se pojavljuju dvije najveće opasnosti po život, a to je udisanje otrovnih
plinova kao što je ugljični monoksid i gušenje uslijed manjka kisika u takvoj atmosferi.
Opasnosti koje se pojavljuju tijekom požara u podzemnim prostorima su:
• Nedostatak kisika – stanje manjka kisika uslijed njegova trošenja za reakciju gorenja
ili kemijskih reakcija i njegova zamjena otrovnim ili inertnim plinovima
• Dim – izaziva iritaciju i smanjenje vidljivosti, ali može biti i eksplozivan
• Eksplozivni plinovi – plinovi generirani požarom, a nalaze se u dimu, mogu
eksplodirati.
Zrak u rudniku može biti kontaminiran i drugim plinovima, kao što su: ugljični monoksid,
sumporni dioksid, sumporovodik, metan, oksidi dušika i ugljični dioksid.
Oni su prisutni kao:
• Posljedice miniranja ili drugih eksplozija
• Posljedice požara u rudniku
• Difuzija plinova iz rudnog tijela ili pratećih stijena, kao što je metan
• Raspada drvenih podgrada
• Apsorpcija kisika u vodi ili oksidacija drva ili rudnog tijela
• Ispušni plinovi dizelskih motora
• Plinovi ispušteni iz termalnih izvora – ugljični dioksid, sumporovodik.
Plinovi u rudniku utječu na ljude svojstvima zapaljivosti, eksplozivnosti ili toksičnosti, te
ukoliko su inertni, zamjenom kisika u zraku. Radon je radioaktivni plin koji se prirodno
pojavljuje u prisutnosti urana, kositra i nekih drugih ruda. On predstavlja izvor ionizirajućeg
zračenja koje ugrožava ljudsko zdravlje.
U rudnicima zlata ili žive, radnici mogu biti izloženi otrovnim živinim parama. U
rudnicima zlata i olova je prisutna opasnost trovanja arsenom i dobivanja raka pluća tijekom
9
ako izloženost traje dovoljno dugo. U rudnicima nikla je također prisutan rizik od raka pluća
i kožnih obolijevanja.
1.4. Prašina
Prirodna atmosfera sadrži plinovite sastavne dijelove, ali i veliki broj tekućih i krutih
čestica čije je porijeklo različito, a zajedno se nazivaju aerosoli. Mogu biti produkt prirodnih
ili industrijskih procesa i aktivnosti, kao što je vulkanska aktivnost, kondenzacija, dim, tlo i
mikroflora (McPearson, 2009). Većina tih čestica je dovoljno mala da budu nevidljive golom
oku i vrlo važno da imaju malu brzinu slijeganja. To znači da mogu biti suspendirane u zraku
gotovo zauvijek. Čestice promjera manjeg od 5 · 10-6 m (5 mikrona) su one koje će zasigurno
završiti u plućima i zato se nazivaju respirabilnim.
Prašina je pojam korišten za krute čestice u zraku. Njihova koncentracija može dosegnuti
razine koje ljudski dišni sustav ne može efektivno izdvojiti u određenom vremenu. U
rudarstvu, mineralna prašina se stvara svaki puta kada kamen biva slomljen udarcem,
abrazijom, drobljenjem, mljevenjem, rezanjem, poliranjem ili eksplozijom. Fragmenti
kamena kao takvi su nepravilna oblika. Velike površine na kojima je nataložena prašina su
više aktivne od samih tvari od kojih su nastali, i to fizički, kemijski i biološki. To znatno
utječe na sposobnost prašine da uzrokuje neku plućnu bolest.
Obzirom na opasnost za zdravlje i sigurnost, prašina je klasificirana u pet kategorija.
(MINERS Priručnik, 2019.):
1. Toksična prašina – otrovna za tjelesno tkivo ili određene organe; u metalnim
rudama; arsen, olovo, uran, živa, srebro, nikal, itd.
2. Kancerogene prašine – mutacije stanica uzrokovane ionizacijskom radijaciom,
azbestna vlakna, čestice u ispušnim plinovima dizelskih motora.
3. Fibrinogena prašina – mikroskopski oštećuje plućno tkivo tijekom dužeg vremena
izlaganja (kvarc, azbest, talk, itd.)
4. Eksplozivna prašina – ugljena prašina, sulfidne rude i metalne prašine postaju
eksplozivne u određenim koncentracijama u zraku i mogu uzrokovati probleme za
sigurnost, više nego zdravstvene probleme.
5. Prašina koja smanjuje vidljivost – sve prašine mogu biti iritantne za oči, nos i grlo,
u visokim koncentracijama mogu smanjiti vidljivost, kao što su: halit, kalij, gips i
vapnenac.
10
Najčešći oblik prašine u rudnicima i kamenolomima je silikatna prašina. Respirabilne čestice
su formirane tijekom rudarskih operacija kao što su bušenje i miniranje ili drobljenje
pješčenjaka, granita, škriljca i drugih stijena koje sadrže kvarc. Silikatna prašina može biti
raspršena vjetrom, vozilima, i drugim strojevima ili ventilacijom. Rudari koji su izloženi
silikatnoj prašini tijekom nekoliko godina mogu oboljevati od silikoze, koja često završava
s tragičnim posljedicama.
Procesi koji proizvode najviše respirabilne prašine su bušenje, miniranje i rezanje. U cilju
smanjenja emisije prašine, provode se određeni koraci u proizvodnji, kao što je korištenje
strojeva koji koriste vodu u svom radu, ventilacija ispušnih plinova, kabine sa zračnim
filterima za operatere strojeva, osobni respiratori i slično.
U podzemnim i površinskim ugljenokopima se pojavljuje najopasniji oblik prašine, ugljena
prašina. To je prašina različitih primjesa, ovisno o tipu i sastavu samog ugljena, te pratećih
stijena i primijenjene metode otkopavanja. Metoda širokog čela i primjena određenih
strojeva tom metodom proizvodi najviše prašine. Radnici na ugljenokopima često
obolijevaju od pneumokonioze ili bolesti „crnih pluća“, ali i bolesti kao što su kronični
bronhitis i emfizema.
Ispušni plinovi strojeva s unutrašnjim izgaranjem su složene smjese plinova, para i čestica,
te sadrže ugljični monoksid, dušikove okside i sumporne diokside, volatile organskih tvari,
kao što su policiklični aromatski hidrokarbonati i nitro komponente. Ovi sastojci su iritirajući
za organe dišnog sustava, te također kancerogeni. Smanjenje emisije tih plinova se postiže
određenim dizajnom motora i filtera ili korištenjem visokokvalitetnih goriva i onih sa
niskom koncentracijom sumpora. Ventilacija u podzemnoj eksploataciji mora biti
prilagođena broju i tipu strojeva koji se koriste.
Prevencija bolestima uzrokovanih prašinom u rudarstvu su konstanti liječnički pregledi ili
analize prašine i određivanja koncentracije respirabilne prašine u zraku. Zaposlenici u
takvim radnim okruženjima moraju biti redovno podvrgnuti rendgenu pluća (svake dvije
godine).
1.5. Fizičke opasnosti
Osnovne fizičke opasnosti u rudarstvu su buka, vibracija, toplina, promjene tlaka i
ionizacijsko zračenje.
11
Upotreba različitih vrsta rudarskih strojeva i opreme, miniranja i ventilacije uzrokuje
buku i vibracije, također se povećava opasnost od požara i eksplozija upotrebom dizelskih
motora u rudnicima.
Izvor topline u podzemnoj eksploataciji je sama stijena, obzirom temperatura raste za 1
°C svakih 100 metara dubine. Drugi izvori topline mogu biti rudarski strojevi s dizelskim
motorima, fizičke aktivnosti radnika i slično.
Izlaganje vrućem zraku može oštetiti dišni sustav. Ovisno o temperaturi, ono može
uzrokovati ozbiljni porast krvnog tlaka i kolaps krvožilnog sustava (pri temperaturama
većim od 50 °C). U rudnicima temperatura zraka prvenstveno ovisi o ventilaciji i količini
cirkulirajućeg zraka.
Izlaganje ionizirajućim zrakama je štetno po ljudsko zdravlje na vanjskim i unutarnjim
dijelovima ljudskog tijela, ali i putem izravnog kontakta. Za vanjske izvore zračenja su
najvažniji čimbenici vrijeme izlaganja, snaga i udaljenost od izvora zračenja. Izlaganje
izravnim dodirom je rijetko jer uključuje rukovanje kontaminiranim materijalom.
Najopasniji oblik zračenja je unutarnje zračenje čije posljedice ovise o obliku apsorpcije
(probavnim ili dišnim sustavom), zahvaćenim organima i vremenu koliko će radioaktivne
tvari ostati u tijelu.
Postoji nekoliko tipova zračenja, iz prirodnih ili antropogenih izvora: alfa čestice, beta
čestice, gama zrake, X-zrake i neutroni, a njihova snaga zračenja je prikazana na Slici 2-4 .
Slika 2-4 Različiti oblici zračenja i njihovo prodiranje kroz materijale (MINERS
priručnik, 2019.)
12
1.6. Biološki agensi
Biološke opasnosti u rudarstvu su biološki agensi koji imaju štetno djelovanje na ljudsko
zdravlje, a to su organizmi ili organske tvari koje su proizvod organizama. U njih se ubrajaju:
virusi, bakterije, gljive, ostali mikroorganizmi i povezani toksini.
Biološki agensi mogu ući u ljudsko tijelo različitim putevima:
• Kroz oštećenu kožu
• Udisanjem
• Gutanjem
• Životinjskim ugrizom
• Probavnim traktom
Posljedice štetne po ljudsko zdravlje su uglavnom infekcije, alergije i otrovanje. Unutar
skupina rudara koji žive na izoliranim lokacijama, postoji opasnost od prijenosa zaraze
tuberkuloze, hepatitisa B i E, te HIV-a.
1.7. Kemijski agensi
Kemijski agensi su svi kemijski elementi ili komponente, zasebno ili u smjesi, koji se
pojavljuju u prirodnom ili proizvedenom stanju, korišteni ili emitirani radnom aktivnošću,
proizvedeni s namjerom ili ne. Svaka kemikalija koja je potencijalno štetna se naziva opasna
kemikalija. Takve kemikalije mogu uzrokovati zdravstvene probleme (dišnog sustava ili
iritaciju kože, ali mogu biti i kancerogene) ili predstavljaju fizičku opasnost ukoliko su
zapaljive, eksplozivne ili oksidirajuće.
Kemikalije s tipičnim svojstvima i karakteristikama koje su relevantne uključuju:
• Zapaljive kemikalije
• Toksične ili korozivne kemikalije
• Kemikalije koje emitiraju toksične pare prilikom požara
• Kemikalije koje u kontaktu s vodom otpuštaju zapaljive plinove
• Oksidirajuće kemikalije
• Eksplozivi
• Nestabilne kemikalije
• Komprimirani plinovi
13
Načini izlaganja kemikalijama au:
• Inhalacijom (udisanjem kontaminiranog zraka i kemijskih tvari)
• Apsorpcijom (dodirom s kožom i očima)
• Probavom (putem kontaminiranih ruku)
• Injektiranjem (kroz oštećenu kožu)
Posljedice opasnih kemikalija mogu biti vidljive pri kontaktu s njima (npr. opekotine) ili
nekoliko godina poslije izlaganja (npr. rak pluća), također su posljedice vidljive nakon
kratkog ili dugog perioda izlaganja opasnim kemikalijama.
Nesreće od svih navedenih opasnosti mogu prouzročiti različite reakcije ljudi, što je i
očekivano u teškim situacijama. Svi koji su sudjelovali u nesreći će biti šokirani i trenutno
dezorijentirani, ali većina će se brzo prilagoditi nastaloj situaciji i pravovremeno reagirati.
Takve pravovremene reakcije na nesreće su od velike važnosti ukoliko postoje ljudske žrtve
koje trebaju pomoć.
Spasioci u takvim situacijama imaju svoj način reagiranja, vrijednosti i sposobnosti
pomaganja unesrećenima. U nesrećama će biti pogođeni i šokirani, no njihove reakcije ne
smiju utjecati na njihovu sposobnost obavljanja misije.
U rudarstvu su prisutne razne okolnosti koje dovode do opasnosti, kao i korištena oprema,
kemikalije, eksplozivi, ulja i goriva. Stoga je od velike važnosti educirati radnike s kakvim
materijalima i tvarima rukuju, te koje su potencijalne opasnosti. Na radnim mjestima kod
kojih se rukuje opasnim tvarima i opremom, važno je vizualno upozoravati zaposlenike, a
najčešći način koji je propisan regulacijama o sigurnosti i zaštiti na radu su simboli opasnosti
kao na Slici 2-5.
14
Slika 2-5 GHS piktogrami opasnosti (Preventa, 2019.)
2. POŽARI I EKSPLOZIJE U PODZEMNOJ EKSPLOATACIJI
2.1. Vatreni trokut i proces gorenja
Već je bilo spominjano kako je od ključne važnosti edukacija zaposlenika u podzemnoj
eksploataciji o prisutnim opasnostima, njihovim uzrocima, prevenciji, te svladavanju
ukoliko dođe do havarija. Stoga su u ovome radu obrađene neke od navedenih tema kao što
su uzroci, prevencije, svladavanje požara i eksplozija u rudniku.
Osnove s kojima se upoznaju vatrogasci su prvenstveno vatreni trokut i proces zapaljenja
tvari. Na Slici 3-1. je prikazan trokut s uvjetima nastanka vatre, a ono zahtjeva prisutnost
goriva, topline i kisika. Izostanak jednog od ova tri uvjeta neće dovesti do nastanka vatre.
Goriva mogu biti prisutna u čvrstom, tekućem i plinovitom stanju. Tekuća goriva i plinovi
mogu biti prisutni u rudnicima prirodnim putem, odnosno iz stijenske mase, te produkt
rudarskih operacija ili zagrijavanja krutih materijala.
15
Slika 3-1 Vatreni trokut (ZNR, 2019.)
U trenutku kada je zapaljiva, čvrsta ili tekuća tvar zagrijana do dovoljno visoke
temperature (temperature paljenja), ono će proizvesti pare koje su zapaljive iskrom,
plamenom ili vrućom podlogom koja ima potrebnu koncentraciju i dovoljno vrijeme
emitiranja toplinske energije.
Primjerice, benzin ima temperaturu paljenja od -45°C, dok je za većinu dostupnih krutih
goriva potreban plamen kako bi se dosegla temperatura paljenja. Temperatura paljenja bilo
koje tvari je najniža temperatura pri kojoj je moguća održiva reakcija gorenja. (M.J.
McPherson, 2009). Zapaljenje je proces brze oksidacije para uz oslobađanje topline i
svjetlosti. U slučaju samoodrživog procesa gorenja, oslobođena toplina je dovoljna za
podizanje temperature ostatka gorive tvari ili okolnog područja i površina, do točke paljenja.
Međutim, gorenje može nastaviti svoj proces bez zapaljenja, odnosno otvorenog plamena,
te se takav proces naziva tinjanje. (M.J. McPherson, 2009). U tom slučaju, oksidacijski
proces nastavlja površinom gorive tvari i proizvodi dovoljno topline da bude samoodrživ,
ali ne dovoljno za emisiju para u količinama potrebnim za gorenje otvorenim plamenom.
Kisik kao treća komponenta vatrenog trokuta je dostupan u zraku. Zapaljive tekućine, kao
što je ulje sigurnosne lampe, će prestati goriti kada se razina kisika smanji na 16 %. Gorenje
svih mogućih tvari je onemogućeno pri koncentraciji kisika od 10 % do 12 %, dok je za
tinjanje ta razina ispod 2 %. Međutim, određeni materijali sadrže dovoljno kisika koji im
omogućuju gorenje pri manjim koncentracijama atmosferskog kisika. To svojstvo
omogućuje stvaranje „vrućih točaka“ u drobljenim materijalima i može rezultirati ponovnim
zapaljenjem u prisustvu veće količine kisika.
16
2.2. Klasifikacija rudarskih požara
Podzemni požari mogu biti klasificirani u dvije opće grupe, egzogeni i endogeni požari.
Otvoreni požari se pojavljuju u ventilacijskim putevima, na čelima radilišta i drugim
otvorenim područjima rudnika koji čine dio ventilacijskog sustava rudnika, stoga brzi i
izravno utječu na kvalitetu rudničke ventilacije. Kao što im naziv govori, egzogeni požari su
praćeni gorenjem otvorenim plamenom zbog prisustva kisika, ali i omogućen je izravan
pristup vatrogascima i njegovom gašenju.
Suprotno tomu endogeni požari se pojavljuju u područjima na kojim je gotovo nemoguće
pristupiti, kao što su urušena ili napuštena područja. Oni se obično pojavljuju kao rezultat
samozapaljenja i prisutni su u ugljenima i sumpornim rudama kao i u dopremljenim
materijalima poput papira, odbačene tkanine ili drvene podgrade u napuštenim područjima.
Razina onečišćenja rudarske atmosfere endogenim požarom, kao i njegovo širenje, ovisi o
kretanju zračnih struja iz zahvaćenih područja.
2.3. Uzroci požara u rudniku
Raznovrsnost primjene procedura, procesa i materijala u modernom rudarstvu,
omogućuje mnoge prilike za zapaljenje gorivih materijala. Uobičajeni uzroci požara i
eksplozija u rudarstvu su obrađeni u daljnjem tekstu, te kroz pregled nesreća u rudnicima.
2.3.1. Mehanizacija
Strojevi koji su namijenjeni podzemnoj eksploataciji moraju biti dizajnirani da
osiguravaju visok stupanj sigurnosti pri rukovanju u teškim uvjetima rada, te biti sukladni
propisanim zakonskim zahtjevima i uvjetima u državama u kojima se koriste.
Većina požara, vezana za mehanizaciju, izbija zbog:
• Nepravilnog korištenja
• Nedostatka održavanja
• Skidanje ili prespajanje sigurnosnih značajki kao što su dijagnostički uređaji, uređaji
za motrenje okoline ili termalni prekidači i slično
• Rad bez nadzora duži vremenski period
Ispušni sustavi dizelske opreme moraju biti opremljeni filterima čestica ili vodenim
pročistačima koji reduciraju zagađenje zraka i sprječavaju emisiju užarenih čestica. Nadalje,
cijevi, ulja prijenosa ili kočnica i razne druge komponente izrađene od sintetičkih materijala,
17
na dizelskim strojevima mogu proizvesti toksične plinove prilikom izgaranja. Sva vozila i
druga dizelska oprema moraju biti opremljeni bocama za gašenje požara.
Važno je da oprema koja sadrži velike količine goriva, kao što su veliki transformatori ili
kompresori zraka, moraju biti osigurani termalnim prekidačima, sigurnosnim ventilima za
smanjenje pritiska i drugim uređajima neophodnim za automatsko gašenje u opasnim
slučajevima. Takvi uređaji moraju biti redovito testirani i održavani.
Nepokretna postrojenja moraju biti postavljena u blizini skloništa s krovom, podom i
zidovima otpornim na vatru, i koji imaju zasebnu ventilaciju. Također, aparati za gašenje
požara i automatski sustavi gašenja požara moraju biti dostupni u takvim skloništima. U
ugljenokopima, okruženje ventilacijskim hodnika mora biti redovno obloženo kamenom
prašinom.
2.3.2. Električni uređaji
Električni uređaji, posebice na mehanizaciji u rudniku, mogu izazvati požare i eksplozije
svojim iskrenjem ili pregrijavanjem. Razvodne kutije ili stanice za punjenje akumulatora,
moraju biti postavljene tako da nisu u opasnosti od pada krova. Takve opasnosti su moguće
u blizini radilišta na kojemu se dobiva ruda. Prekidači za paljenje bi trebali biti zaštićeni od
neopreznih radnji operatera, padajućeg materijala ili prometa. Električne stanice i stanice za
punjenje akumulatora bi trebale biti opremljene s aparatima za gašenje požara koji nisu na
vodu.
Električni kablovi u hodnicima bi trebali biti ovješeni kao vodovi za trolej i učvršćeni za
krov. Moraju biti smješteni na način da ne mogu biti prekinuti konvergencijom ili
popuštanjem krovnih podgrada, niti biti pod utjecajem vozila. Izolacija takvih vodova i
njihova zaštita, mora biti projektirana prema električnom naponu i uvjetima podzemne
eksploatacije. Također su podložni redovnim inspekcijama i provjeri mogućih oštećenja.
Električni kvarovi moraju biti popraćeni trenutnim prekidom opskrbe energije ukoliko je
došlo do preopterećenja. U rudnicima u kojima su prisutni zapaljivi plinovi, svi električni
motori i uređaji moraju biti izvedebi u protueksplozjiskoj zaštiti oklapanje Ex d kako ne bi
došlo do zapaljenja metana ukoliko se nalazi u okruženju. Sva signalizacijska i ostala
rasvjeta, također mora biti izrađena tako da ne proizvede iskrenje koje može zapaliti metan.
Tijekom smjena u kojima se ne radi, električna energija u rudniku može biti isključena u
trafo stanicama. Moraju biti instalirani zaštitni uređaji za slučajeve prevelikog napona uslijed
udara munje na površinskim izvorima energije, transformatorima, trafostanicama ili nekim
18
drugim vodovima koji mogu prenositi napon do podzemnih radilišta. Slično, treba posebno
paziti na prijenos električne energije u blizini eksploziva ili skladišta goriva kako ne bi došlo
do njihova iniciranja.
2.3.3. Transportne trake
Požari transportnih traka su bile predmet izučavanja zbog svog brzog širenja plamena duž
gumenih traka koje su se u početku koristile. Moderne trake koje se koriste u podzemnoj
eksploataciji moraju biti podvrgnute testiranju brzine širenja vatre (McPherson, 2009). Tri
su tipa materijala koji se koriste za transportne trake: stiren-butadienska guma (SBR),
neopren (NP) i polivinilklorid (PVC). Nakon paljenja materijala trake i uklanjanja izvora
paljenja, požar se ne bi smio širiti ili bi se sporo širio. Važno je za naglasiti kako zagrijani
materijal trake otpušta opasne pare.
Brojni su testovi pokazali kako je brzina širenja požara transportnih traka povezana s
brzinom zračnih struja (Mcpherson, 2009). Pri relativnoj brzini od 1,5 m/s između površine
trake i zračne struje se pojavljuje fenomen poznat kao prijelaz bljeska, odnosno plamena.
Prijelaz plamena se pojavljuje kada plamena fronta goruće trake dosegne površinu koja još
nije zahvaćena požarom, pri optimalnom kutu i duljini, tako da se postigne učinak zračenja
plamena na toj površini. To može uzrokovati paljenje površinskog sloja trake i značajno
ubrzanje širenja požara duž trake. Donji slojevi trake mogu, ali i ne moraju biti zapaljeni u
tom brzom širenju vatre. Ovaj se učinak promatrao na trakama napravljenim od SBR, PVC
i njihove kombinacije. Takav brzi prijelaz plamena čini veliku opasnost, obzirom se požar
može širiti i brzinom od 10 m/min.
Požari transportnih traka su najčešće inicirani trenjem. Ukoliko se traka zaglavi u nekoj
točki svoje duljine i pogonski valjci nastave se okretati, stvorit će se velika temperatura
između trake i valjka. Sustavi praćenja temperature ili uređaj za natezanje trake mogu
detektirati takvo stanje. Takvi uređaji bi trebali prekinuti opskrbu električne energije kada
se uoči takvo stanje transportne trake. Slično stanje može prouzročiti i povratni valjak preko
kojega se vrti traka i uzrokuje veliko trenje između. Stoga bi svi takvi dijelovi transportne
trake trebali biti redovno kontrolirani tijekom rada. Valjci s pokidanim ležajevima su često
bučni i mogu biti uočeni po mirisu zagrijanog materijala. Daljnju opasnost čini trenje između
trake i okolnih površina, ukoliko dođe do pomaka trake u stranu.
U svim spomenutim slučajevima, požar može nastati zagrijavanjem maziva, ugljene
prašine ili zapaljivih krhotina kada dosegnu svoju točku paljenja. Slijedi da se prašina i
19
prolijevane tvari ne bi smjele nakupljati okolo i naročito ispod trake. Čista transportna traka
je sigurna traka.
2.3.4. Ostali uzroci požara trenjem
Glavni uzrok paljenja metana na čelima radilišta ugljenokopa je iskrenje uslijed trenja
radnog alata i stijene. Pojava iskrenja se često pojavljuje kada stroj reže kroz pješčenjak ili
pirit. Prisutna su dva pristupa smanjenja tog rizika. Jedan je osiguravanje dovoljne
ventilacije radilišta kako bi se uklonio metan pri samoj pojavi. Važna je ventilacija i u
cijelom rudniku kako bi se spriječilo nakupljanje metana. Nažalost, dobra ventilacija ne
rješava problem ugljene prašine ukoliko se ne koriste mokri pročistači.
Drugi pristup je korištenje vode na čelima radilišta kako bi se spriječilo iskrenje uslijed
trenja opreme i stijene. Ova metoda sprječava nakupljanje prašine i njeno zapaljenje, te
paljenje metana iskrenjem. To je postignuto mlaznicama vode na čelu radilišta i još
učinkovitije, rezanjem uz mlaz vode.
Sustavi za povlačenje užadi su također bili uzrok pojedinim požarima u rudnicima. Svi
pogonski i povratni bubnjevi moraju biti redovno održavani i podmazivani. Užad se ne bi
smjela trljati od čvrste površine krova, zidova ili poda hodnika, posebice drvene podgrade.
Rad takvog sustava povlačenja užadi mora biti redovno kontroliran, kao i sustavi kočenja.
2.3.5. Eksplozivi
Iniciranje požara eksplozivom ili štapinom predstavlja opasnost u nemetanskim
rudnicima. Užarene čestice uslijed miniranja sadrže dovoljno toplinske energije da zapale
suho drvo ili zapaljivi otpad. Štapin nikad ne bi smio biti ovješen na drvenoj podgradi. O
eksplozivima i detonirajućim uređajima se mora voditi evidencija i kontrola pri rukovanju.
Određeni državni propisi i zakoni nalažu uvjete skladištenja eksploziva u podzemnim
spremištima.
2.3.6. Zavarivanje
Svi radovi zavarivanja u podzemnim rudnicima moraju biti izvedeni po strogo
kontroliranim uvjetima. Gdje postoji opasnost od pojavljivanja metana i drugih zapaljivih
plinova, zavarivanju treba prethoditi ispitivanje koncentracije tih plinova, te tijekom samog
zavarivanja. Vrući metal i iskre od zavarivanja lako mogu inicirati zapaljive materijale, kao
20
što su ugljen, drvo, papir i otpadne tkanine. Kad je moguće, takvi materijali bi trebali biti
uklonjeni od mjesta zavarivanja, te mjesto rada namočeno ili prekriveno kamenom prašinom.
Taljeni metal ne bi smio kapati na pod, te bi aparati za gašenje požara morali biti dostupni
na mjestu zavarivanja.
Spremnici plina koji se koriste pri rezanju oksi-acetilenom bi morali biti skladišteni u
uspravnom položaju. Također, svi spremnici plina ne smiju biti skladišteni u blizini
eksploziva ili u prisutnosti zapaljivih tekućina.
2.3.7. Pušenje i sigurnosne svjetiljke
Tužna je činjenica kako je pušenje rudara uzrok pojedinih požara i eksplozija u rudnicima.
U rudnicima koji se klasificiraju kao metanski, unos takvih materijala (cigareta) je strogo
zabranjen. Svi zaposlenici rudnika moraju biti upoznati s pravilima o nepušenju i primjerima
posljedica neodgovornog ponašanja.
U podzemnim prostorijama gdje je dopušteno pušenje, zaposlenici moraju biti upoznati s
posljedicama neodgovornog ponašanja i nepropisnog odlaganja opušaka, i to educiranjem,
posterima, sigurnosnim naljepnicama i znakovima opasnosti.
Oštećene sigurnosne svjetiljke s plamenom su također bile uzrok pojedinim zapaljenjima
metana. U pojedinim rudnicima gdje su ostale u primjeni, one moraju biti upotrjebljavane s
velikim oprezom i redovno pregledavane prilikom izmjene smjena. Plamen lampe, pri
visokim koncentracijama metana, svijetli plavom bojom te pojačano gori. U tom slučaju bi
svjetiljka trebala biti spuštena ili prekrivena. Radnici bi trebali biti upoznati s mjerama
opreza jer je prirodna reakcija u tim situacijama da se lampa baci na pod ili bježi u panici.
2.4. Egzogeni požari
Požari koji izbijaju u rudarskim prostorijama uglavnom potječu od jedne točke paljenja.
Početna vatra je često mala i većina ih se može ugasiti brzom reakcijom. Ključ nastanka
požara je u brzini širenja vatre. Zapaljenje koje ostaje nezapaženo, makar i na par minuta,
može se razviti u požar kojega je teško svladati. Zatvaranje dijela rudnika ili hodnika tada
postaje neizbježno.
Trenutak u kojemu će se dogoditi otvoreni požar ovisi o toplini izvora paljenja. Fina
izmaglica prskajućeg ulja pokvarenog kompresora zraka može biti kao bacač plamena i
zapaliti se u par sekundi. Na drugu stranu, propuštanje napona u zemlju od pokvarenog
21
električnog voda može uzrokovati tinjanje na par sati prije nego se plamen pojavi. Daljnji
razvoj požara ovisi o prisutnosti goriva i kisika. Požar nekog stroja u nepodgrađenom
prostoru rudnika će biti lokaliziran ukoliko okolo nema materijala za gorenje. S druge strane,
hodnik s drvenom podgradom ili površina ugljena na krovu, zidovima ili podu čini spremnu
površinu za brzi razvoj i širenje požara.
Kada se požar dovoljno razvije da načini određene promjene u temperaturi i strujanju
zraka, tada utječe na distribuciju zraka u rudničkoj ventilaciji. Nasuprotno tome, dostupnost
kisika na požarištu kontrolira njegovo širenje. O povezanosti između zračnih struja u rudniku
i požara, te njegovo svladavanje će biti obrađeno u nastavku.
2.4.1. Požari bogati kisikom i gorivim tvarima
Egzogeni požar u ventiliranom prostoru pri svom nastanku ima dostupnu veliku količinu
kisika, više nego dovoljno za zapaljenje gorivog materijala. Ukoliko je velika brzina zračne
struje, te ako je niske temperature, tada toplina iz otvorenog požara može biti uklonjena
većom brzinom nego što nastaje. Pri uklanjanju topline iz vatrenog trokuta je i sama vatra
ugašena, odnosno, „otpuhana“. To su primjeri požara bogatog kisikom. Ukoliko se požar
nastavi širiti, ono će trošiti sve veće količine kisika, i u isto vrijeme, proizvoditi velike
količine plinova i para. To može dovesti do situacije u kojoj vatra otpušta veliku količinu
topline čija temperatura je dostatna za otpuštanje plinova i para iz ugljena, drvene podgrade
ili drugih dostupnih materijala, ali ih ne može sagorijeti do kraja zbog nedostatka kisika. U
tom slučaju požar postaje bogat gorivom.
Razvoj požara iz bogatog kisikom u bogatog gorivom je ozbiljan napredak požara i kao
takav postaje opasan za vatrogasce. Kada zapaljivi plinovi dosegnu temperaturu koja je
dostatna za njihovo gorenje, uz dotok svježeg zraka će se zapaliti. Dodatna turbulencija
zračne struje će dovesti do miješanja zraka i plinova koji mogu uzrokovati eksploziju. Ovaj
fenomen se može dogoditi nizvodno od egzogenog požara ukoliko postoji dotok svježe
zračne struje iz susjednog hodnika. Dotok svježe zračne struje iz susjednog hodnika mora
biti u smjeru vatre kako se požar ne bi proširio na susjedni hodnik, no miješanje plinova i
zraka može dovesti do eksplozije i bržeg razvoja požara, stoga se pred vatrogascima nameće
teška odluka.
Slična pojava se događa kada tok vrućih plinova uzrokuje povrat dima suprotno dotoku
zračne struje pri vrhu hodnika. Ova pojava se može dogoditi iznad glava radnika i
vatrogasaca koji se bore s vatrom iz protustrujnog položaja. Gorenje plinova duž zračnog
22
sučelja se može pojaviti pri gorenju ugljena ili drvene podgrade pri vrhu hodnika, te
uzrokovati eksploziju. Osoblje koje sudjeluje u gašenju požara bogatog gorivom mora biti
svjesno opasnosti od brzog kretanja plamena i pulsiranja pritiska uslijed kretanja zračne
struje. To je uzrokovano valjanjem plamena i blagim eksplozijama uslijed miješanja zraka i
plinova i njegovog gorenja. Ista pojava se događa pri gorenju metana.
Slijedi kako svaki pokušaj svladavanja požara mora biti prevencija razvoja požara
bogatog gorivom iz požara bogatog kisikom. To zahtjeva rano otkrivanje požara i brzo
djelovanje. Intiutivna reakcija na požar može biti ograničavanje dotoka zraka i uklanjanje
kisika iz vatrenog trokuta. Ono može biti postignuto izradom pregrada ili podizanjem
pregrada od platna uzvodno od zračne struje požara. Međutim, uzimajući u obzir sve
opasnosti požara bogatog gorivom upućuje na to da ograničavanje dotoka zraka nije
preporučljivo. Analizom plinova u smjeru zračne struje od požara se može ustanoviti je li
požar bogat kisikom ili gorivom.
2.4.2. Utjecaj požara na ventilaciju
Egzogeni požar utječe izravno na ventilaciju rudnika jer uzrokuje nagli porast
temperature zraka. Rezultirajuća ekspanzija zraka dovodi do dvije pojave. Prvo, ekspanzija
nastoji zauzeti mjesto u oba pravca hodnika. Širenje ekspanzije u suprotnom smjeru zračne
struje uzrokuje otpor zračnoj struji. Ova pojava je poznata kao „efekt gušenja“. Nadalje,
povećanje gustoće zagrijanog zraka dovodi do njegovog uzgona koji uzrokuje lokalne
promjene, ali i promjene u tlaku prirodne ventilacije.
Učinak požara na snagu zračne struje, ovisi o reakciji ventilatora, tlaku prirodne
ventilacije i kontroli ventiliranja kroz sustav. Međutim, ukoliko se ne poduzme promišljena
radnja kako bi se utjecalo na neke od ovih faktora, smatra se kako oni ostaju relativno
konstantni.
2.4.3. Učinak uzgona (prirodni propuh)
Gotovo trenutni učinak topline na zračne struje su uglavnom lokalnog karaktera.
Smanjena gustoća uzrokuje mješanje vrućeg zraka i produkata gorenja, te njihovo širenje u
gornjem djelu hodnika. Takozvani efekt uzgona dovodi do stvaranja sloja dima i vrućih
plinova u gornjem djelu hodnika, te njihova širenja suprotno zračnoj struji.
23
Ova pojava povrata dima stvara poteškoće vatrogascima koji se nalaze u smjeru zračne
struje od požara, posebice ako je požar postao bogat gorivom. Povrat dima je očit jer se jasno
vidi, ali on skriva velike koncentracije ugljičnog monoksida. Nadalje, visoke temperature
povrata dima mogu dovesti do zapaljenja materijala u stropu hodnika i iznad vatrogasaca.
Najveća opasnost je u plamenu plinova ili u lokalnim eksplozijama koje se mogu pojaviti u
povratu dima i okružiti vatrogasce.
Jedna od metoda sprečavanja nastanka povrata dima je pojačavanje zračne struje hodnika.
Na drugu stranu će to dovesti do bržeg razvoja požara. Druga metoda je postavljanje
platnenih pregrada koje pokrivaju 60 % do 80% donjeg djela hodnika. Tako se povećava
brzina zračne struje u gornjem djelu hodnika koja pomaže u kontroliranju povrata i
omogućuje pristup vatrogascima. Međutim, ova metoda može dovesti do miješanja povrata
dima i plinova sa zrakom, te tako stvoriti eksplozivnu smjesu ispred pregrade. Nadalje,
dodatna prepreka zračne struje s pregradom može dovesti do smanjenja ukupne zračne struje
pri požaru bogatom gorivom. Ponašanje otvorenog požara je vrlo osjetljivo na promjene
dotoka zraka. Stoga bi svake promjene trebale biti napravljene polako, manjim koracima, uz
promatranje njihova učinka na požar.
Treća metoda sprečavanja povrata dima je prskanje stropa hodnika vodom. Porastom
vlažnosti materijala u stropu hodnika, indukcija uslijed prskanja će pospješiti kretanje zračne
struje u gornjem djelu hodnika.
Veći utjecaj promjene gustoće zraka je vidljiv u oknima ili niskopima i uskopima. Učinak
je najveći kada se požar nalazi u oknu ili nagnutom hodniku kada može dovesti do okretanja
smjera strujanja zraka. S napredovanjem požara, ono može uzrokovati nekontrolirano širenje
toksičnih plinova.
Utjecaj požara na prirodnu ventilaciju može biti promatran kroz temperaturu zraka
nizvodno od požara. Promjena temperature u tom slučaju ovisi o:
Veličini i jačini požara
Udaljenosti od požara
Vremenu
Pritoku svježeg zraka u hodnik zahvaćen požarom
Karakteristikama prijenosa topline između zraka i okruženja.
Temperatura zraka uvijek pada eksponencijalno s povećanjem udaljenosti od požara. S
utvrđenom temperaturom u svim dijelovima rudnika nizvodno od požara, mogu se ustanoviti
promjene prirodne ventilacije u rudniku. Ti podaci mogu biti primijenjeni u analizi i
24
predviđanju utjecaja požara na zračne struje, te promjene i smjer u kojemu će biti zahvaćen
rudnik pri požaru. Stoga je razvijen velik broj simulacija požara na kojima se primjenjuje
numeričko modeliranje požara u rudniku.
2.4.4. Metode gašenja egzogenih požara
Većina egzogenih požara mogu biti ugašeni brzo ukoliko se pravovremeno djeluje. To za
sobom povlači dobar sustav detektiranja požara, uvježbanosti zaposlenika, razvijen sustav
gašenja požara i potpuno ispravnu vatrogasnu opremu. Aparati za gašenje požara bi trebali
biti dostupni na vozilima i na svim područjima u kojima postoji opasnost od izbijanja požara.
To uključuje skladišta i lokacije na kojima se parkiraju vozila, te električna oprema,
kompresori zraka i pokretne trake.
Na lokacijama gdje se nalazi struja, ne bi smjeli biti korišteni voda niti pjena u gašenju
požara ukoliko nije došlo do njenog isključivanja. U takvim slučajevima se koriste aparati
za gašenje koji sadrže ugljični dioksid ili prah.
Sustavi prskanja i ispuštanja vode mogu biti vrlo učinkoviti na područjima sa fiksnim
postrojenjem, skladištima i iznad transportnih traka. Takvi sustavi se aktiviraju termalnim
senzorima prije nego detektorima dima ili plinova kako bi se sustav uključio samo pri pojavi
gorenja.
2.4.5. Gašenje požara vodom
Voda je najčešći medij za gašenje požara, osim na područjima gdje ima struje ili
zapaljivih tekućina. Kada se voda primjeni na površinu koja gori, ona pomaže uklanjanju
dvije komponente vatrenog trokuta. Latentna toplina vode pri njenom isparavanju i toplinski
kapacitet vodene pare sudjeluje u uklanjanju topline gorućeg materijala. Nadalje, zamjena
zraka vodenom parom i oblaganje tekućinom ugašenih površina, pomaže pri izoliranju kisika
iz vatre.
Voda se uobičajeno primjenjuje putem crijeva uzvodno od požara. Poteškoće u primjeni
vode za gašenje požara u podzemnim prostorima je u ograničenom dohvatu mlaznica vode
zbog visine hodnika i ograničenoj količini vode pri određenom pritisku na požarištu. Kako
bi voda pokrila područje od 30 m ugljenokopa, pritisak vode bi trebao biti od 800kPa do
1400 kPa i snabdijevati nekoliko crijeva putem razdjelnice na hidrantu. U praksi se koriste
mlaznice vode koje imaju doseg do 10 m. Mlaznice vode se mogu podešavati da izbacuju
mlaz ili maglicu vode.
25
Teške nesreće u prošlosti ukazuju na potrebu dobro razvijenog sustava gašenja požara u
rudniku. Zrak i voda trebaju imati isti smjer strujanja ako vatrogasci ne bi morali ići po izvor
vode kroz požar. Položaji hidranata moraju biti locirani na strateškim pozicijama kako bi
pokrili sva područja na kojima postoji opasnost izbijanja požara, duž hodnika i križanja gdje
postoje pristupni ulazi. Hidranti su inače opremljeni nemetalnim dijelovima kako ne bi došlo
do korozije, te također moraju biti jednostavni za uporabu. Sva oprema za gašenje požara
mora biti redovno održavana i kontrolirana.
Ukoliko je moguć pristup vatri kroz hodnik koji je paralelan požarištu, tada se može
primijeniti prskanje vodom kroz vrata ili pregrade na vatru. Takva primjena je učinkovita u
ranoj fazi razvoja požara, te gubi na učinkovitosti ako je došlo do razvoja požara bogatog
gorivom.
Lokacija pumpi za vodu i konfiguracija njihova snabdjevenija energijom trebaju biti
projektirani prema tlocrtu rudnika. Pumpe i put njihovih kabela ne smiju biti u opasnosti od
zahvaćanja vatrom. Također, snabdjevenije energijom pumpi treba biti omogućeno i kada je
prekinut dovod struje na područje rudnika zahvaćeno požarom. Pri gašenju požara bi trebale
biti dostupne i količine vode s površine.
2.4.6. Gašenje požara ekspandirajućom pjenom
Veliki obujam pjene na bazi vode čini koristan alat pri gašenju požara u skučenim
prostorima kao što su podrumi zgrada ili brodske komore. Prve upotrebe pjene u gašenju
požara u rudnicima seže u 1956. godinu. Ova metoda je primijenjena na velikim požarima i
iako je imala ograničen uspjeh u rudničkim požarima, ima veliku ulogu u vlaženju i hlađenju
požarišta, te tako omogućava vatrogascima lakši pristup u borbi s vatrom.
Mjehurići pjene se proizvode pomoću ventilatora koji puše zrak kroz nategnutu platnenu
mrežu. Mreža je konstantno prskana mješavinom vode i pjenila. Mjehurići mogu biti
proizvedeni i u količinama od nekoliko kubičnih metara po sekundi. (McPherson, 2009).
Komponente kao što je amonijev lauril sulfat se može koristiti kao pjenilo, dok dodatak
karboksimetil celuloze čini mjehuriće stabilnima.
Cilj je proizvesti čep od ekspandirajuće pjene koji ispunjava hodnik i kreće se prema
požaru pomoću zračne struje ventilatora. Odnos zraka na prema vodi u pjeni može biti u
odnosu 100:1 do 1000:1. Kako pjena napreduje prema vatri, tako mjehurići pucaju pri dodiru
sa suhom površinom hodnika. Skupljanje pjene se pojavljuje konstantno na rubovima
hodnika i ubrzava zbog zračenja topline približavanjem vatri.
26
Kontrola požara je postignuta putem dva mehanizma. Prvo, isparavanje vode uklanja
toplinu i, drugo, povećava koncentraciju vodene pare čime se postiže atmosfera pogodna za
gašenje vatre. Zrak u mjehurićima se širi za 30 % pri temperaturi od 100 °C. Isparavanje
vode uključuje ekspanziju plinova u odnosu 1700:1. Uzimajući pretpostavku kako je omjer
zraka i vode u pjeni 1000:1, 1000 litara zraka ekspandira na 1300 litara dok 1 litra vode
isparava i postaje 1700 litara vodene pare, dajući ukupni volumen od 3000 litara smjese.
Ukoliko je postotak kisika u zraku 21 %, tada će isparavanje vode to reducirati na
21𝑥1300
3000= 9,1% što će dovesti do gašenja vatre.
Unatoč navedenim mehanizmima gašenja, ekspandirajuća pjena ima nedostatke. Prvo,
teško je proizvesti čep od pjene koji u potpunosti zapunjuje hodnik. Kako čep nastaje, tako
se povećava brzina zračne struje kroz razmak između čepa i stropa u nastojanju da održi taj
razmak otvorenim. Upotreba platnenih pregrada može pomoći u stvaranju kompletnog čepa
pjene. Važno je kontrolirati put pjene, što može biti problem u rudnicima s brojnim ulazima
i hodnicima. Pjena je usmjerena pomoću zračne struje ventilacije, te u ovo slučaju može
pomoći pregrada ili zapreka na križanjima hodnika. Pri velikim požarima se pojavljuju i
urušavanja stropa što može spriječiti napredovanje pjene.
Najveća opasnost primjene čepa pjene je ograničenje protoka zraka što može dovesti do
nastajanja požara bogatog gorivom i opasnosti od eksplozija. Plinovi nizvodno od požara
moraju biti praćeni u ovom slučaju. Pri primjeni pjene u gašenju požara je zapažen porast i
pad koncentracije zapaljivih plinova, iako ograničenje protoka zraka može dovesti do
porasta koncentracije zapaljivih plinova. Međutim, kako inertna smjesa zraka i vode
napreduje, tako dolazi do kondenzacije vode, dopuštajući prodor zraku i smanjivanju razine
zapaljivih plinova.
2.4.7. Kontrola putem ventilacije
Pri uvođenju promjena protoka i tlaka zraka tijekom požara, pojavljuju se četiri učinka
koja moraju biti pažljivo promatrani.
Učinak na proces gorenja: važnost izbjegavanja napredovanja požara od bogatog kisikom
do bogatog gorivom.
Učinak na smjer i stopu napredovanja požara: svako djelovanje mora biti ka prevenciji
širenja otvorenog požara na druge hodnike. Međutim, nekad postoje izuzeci od ovog pravila
kako bi se produkti gorenja usmjerili od prostorija u kojima su zarobljeni radnici. Primjer je
namjerno rušenje pregrada kako bi se preusmjerila zračna struja koja dolazi od mjesta
27
požara. Svaka promjena u zračnim strujama koje prolaze kroz požarište, mora biti usmjerena
ka balansu između brzine širenja vatre i procesa gorenja.
Učinak na distribuciju produkata gorenja: ovaj učinak postaje veliki problem kada su u
pitanju zarobljeni radnici, posebice ako njihova lokacija nije jasna u potpunosti. Međutim,
svako djelovanje mora biti istraženo koje će poboljšati atmosferske uvjete u evakuacijskim
rutama.
Učinak na distribuciju zračnih struja u ostale dijelove rudnika: posljedice na ventilacijski
sustav u području požara su neposredna briga, dok učinak tih promjena ventilacije na ostatak
rudnika mora biti predviđen, posebice u metanskim rudnicima ili dok radnici još nisu
evakuirani.
Računalni model ventilacije rudnika može značajno poboljšati predviđanje učinaka
promjene ventilacijskog sustava. Suvremenim analitičkim paketima, računala zaposlenika
ili krizni stožer, mogu doći do predviđanja unutar par sekundi. Međutim, neizvjesnost u
slučajevima požara zahtjeva stvarne promjene na sustavu ventilacije koje se polako uvode i
čiji se učinci pažljivo promatraju na distribuciju i koncentraciju plinova. U sljedećim
potpoglavljima će biti pojašnjene praktične primjene kontrole požara putem ventilacije.
2.4.8. Kontrola tlaka
Hodnici paralelni i susjedni požarištu će ostati nezagađeni ukoliko su pod većim tlakom
od atmosferskog. To omogućava evakuaciju kroz njih, te gašenje požara i podizanje pregrada
u njima. U rudniku s više ulaza i hodnika, takvo postizanje tlaka je moguće podizanjem
pregrada u susjednim hodnicima, kao što je prikazano na Slici 3-2. Ukoliko je potrebno,
pregrade se mogu postavljati od stupa do stupa kako bi se spriječio prodor dima i štetnih
plinova. U takvim okolnostima se mogu koristiti platnene ili napuhavajuće pregrade, koje u
potpunosti prekrivaju obod hodnika.
Tlakovi između hodnika se također mogu kontrolirati pomoću ventilatora, umjesto
ograničenja u susjednim hodnicima. U tom slučaju će protok zraka preko požara biti
ograničen, te će biti izbjegnuta recirkulacija štetnih plinova pravim izborom lokacije i tlaka
zraka ventilatora. Čak i male razlike u tlakovima upotrebom ventilatora će dovesti do
željenog učinka.
28
Slika 3-2 Primjena pregrada u kontroli štetnih plinova (prilagođeno od McPherson,
2009.)
2.4.9. Okretanje zračnih struja
Mnogi rudnici po zakonu moraju imati ventilatore koji mogu izravno okrenuti smjer
zračne struje. Takvi propisi su donijeti na temelju straha od širenja vatre i štetnih plinova i
čestica u smjeru ulaznog okna ili hodnika. Štetni i moguće zapaljivi plinovi u tom slučaju
mogu kontaminirati velik dio ventilacijskog sustava, uključujući radilišta i evakuacijske rute.
Ukoliko je požar otkriven na vrijeme, brzom promjenom smjera zračne struje se može
spriječiti zagađivanje zraka. U slučajevima gdje je došlo do onečišćenja cijelog
ventilacijskog sustava, okretanjem zračnih struja se može dopremiti svježi zrak do dijelova
rudnika u kojima su zarobljeni radnici. Odluka o okretanju zračne struje je puna poteškoća i
mora biti dovedena s velikom pažnjom.
Postoje tri metode okretanja zračnih struja, odnosno protoka zraka rudnikom. Upotreba
aksijalnih rotora na glavnom ventilatoru, potom njihova promjena smjera vrtnje će dovesti
do okretanja zračne struje. To može biti postignuto električnim putem na motoru ventilatora,
no aksijalni ventilatori rade učinkovito samo u jednom smjeru. Lopatice tog ventilatora su
dizajnirane da daju aerodinamičku stabilnost protoka zraka. Okretanjem lopatica u
suprotnom smjeru dolazi do gubitaka u protoku zraka. Protok zraka u suprotnom smjeru
može biti smanjen i do 50 %.
U slučaju upotrebe centrifugalnih ventilatora, okretanje zračne struje može biti postignuto
pomoću preklopnih vrata. Smjer zračne struje kroz ventilator ostaje nepromjenjen. Za
usisavajuće ventilatore smještene na površini rudnika, hidraulična ili pneumatska aktivacija
vrata otvara ulaz ventilatora prema vanjskoj atmosferi i automatski okreće zračnu struju
prema oknu ili hodniku. Za ventilatore koji upuhuju zrak je potrebno suprotno djelovanje.
U ventilacijskim sustavima rudnika je moguće projektirati sustav koji omogućava brzu
promjenu smjera zračne struje u pojedinim dijelovima rudnika ili u samom hodniku, bez
29
promjene na glavnom ventilatoru. To je postignuto strateškim postavljanjem vrata u rudniku
koja mogu biti otvarana i zatvarana kako bi se upravljalo smjerom zračnih struja.
Promjena smjera zračne struje rudnika se rijetko koristi u hitnim slučajevima jer mogu
dovesti do gubitaka života radnika. U slučajevima opasnosti koje uključuju promjenu
kvalitete zraka u rudniku i moguće urušavanje ventilacijskih i komunikacijskih struktura,
nemoguće je sa sigurnošću znati lokacije i kretanje radnika. Okretanje zračne struje može
rezultirati odvođenjem dima i štetnih plinova u područja na kojima se nalaze radnici. Rudari
znaju uobičajeno kretanje zračnih struja, te promjena njihova smjera ih može dodatno
dovesti u opasnost.
2.5. SAMOZAPALJENJE
Ukoliko je omogućeno prodiranje zraka kroz organski materijal, uključujući ugljen, doći
će do podizanja temperature. Ista pojava se može uočiti u drobljenoj sulfidnoj rudi koja je
uzrokovana adsorpcijom, absorpcijom i drugim kemijskim procesima. Takav proces
proizvodi toplinu i dolazi do mjerljivog porasta temperature. Zrak koji prodire kroz takav
materijal će ukloniti toplinu kako temperatura materijala bude rasla. Ukoliko je protok zraka
dovoljno velik postiže se stabilna temperatura jer dolazi do izjednačavanja količine topline
koja se proizvodi i one koja se uklanja zrakom. Međutim, ako je protok zraka dovoljno
malen, postiže se oksidacijski proces u materijalu. Između ove dvije granice se nalazi opasni
protok zraka koji će potaknuti spontano zagrijavanje.
Svaki materijal koji ima sposobnost samozapaljenja ima i kritičnu temperaturu znanu kao
minimalna temperatura samozagrijavanja. To je najniža temperatura pri kojoj će nastati
održiva egzotermna reakcija ili otpuštanje topline. Ako se dosegne minimalna temperatura
samozagrijavanja prije nego se postigne toplinsko izjednačenje, tada će se ubrzati proces
oksidacije. Temperatura će rapidno porasti, podupirući oksidaciju sve dok materijal ne
postane usijan. U ovoj fazi, dolazi do nastanka dima i plinovitih produkata gorenja koji se
pojavljuju u ventilacijskom sustavu. Rudnik tada ima prikriveni požar. Najveća opasnost pri
takvom požaru je nastanak ugljičnog monoksida, zapaljenje metana i gorenje koje napreduje
prema hodniku i prelazi u otvoreni požar.
30
2.5.1. Mehanizmi nastanka samozapaljenja u mineralima
Iako samozapaljenje može nastati u drobljenim sulfidnim mineralima i u rudnicima
metala s drvenom podgradom, problem se najčešće pojavljuje u ugljenokopima. Istraživanje
ovog područja se baziralo na samozapaljenju ugljena.
Razvoj samozagrijavanja zahtjeva velike površine drobljenog materijala u kombinaciji sa
sporim kretanjem zraka kroz materijal. Nadalje, problem se javlja u jalovinama, urušenim
zonama, zdrobljenim stupovima, fraktuiranom ugljenu u stropu ili podu, hrpama materijala
i napuštenim dijelovima rudnika. Progresivne faze samozapaljenja su složeni procesi koji
još nisu u potpunosti shvaćeni.
2.5.2. Faze oksidacije
Oksidacijski proces ugljena se pojavljuje u četiri faze (McPherson, 2009.)
• Fizikalna adsorpcija kisika na ugljenu pri temperaturi od -80 °C koja je reverzibilna,
ali brzo nestaje kako temperatura poraste na 30 °C do 50 °C. Proces adsorpcije
proizvodi toplinu kao nusprodukt promjene površinske energije materijala. To dovodi
do porasta temperature.
• Kemijska absorpcija postaje značajna pri 5 °C. Ono ubrzano dovodi do formiranja
nestabilnih spojeva hidrokarbonata i kisika poznati kao peroksi-kompleksi.
• Pri temperaturi koja je približno jednaka temperaturi samozagrijavanja ugljena,
peroksi-kompleksi se ubrzano raspadaju i proizvode kisik za daljnju fazu oksidacije.
To se pojavljuje pri temperaturi od 50 °C do 120 °C s uobičajenom vrijednošću od
70 °C. pri višim temperaturama, peroksi-kompleksi se raspadaju brže nego što nastaju
i pojavljuju se plinoviti produkti kemijske reakcije kao što je ugljični monoksid i
dioksid, vodena para, oksalna kiselina, aromatska kiselina i nesaturirani
hidrokarbonati koji daju karakteristični miris.
• Kada temperatura poraste na 150 °C, proces gorenja rapidno napreduje. Spaljivanje
ugljena se javlja s eskalirajućim emisijama plinovitih produkata gorenja.
Adsorpcija vode znatno utječe na rane faze spontanog zagrijavanja ugljena. Znakovito je
kako ugljenokopi u suhoj klimi imaju manje problema sa samozapaljenjem. Međutim,
zapažena je pojava ponovnog zapaljenja ugljena pri ponovnom otvaranju nekih dijelova
rudnika koji su bili poplavljeni da se ugasi požar. Ova pojava ima dva razloga. Prvo,
31
poplavljivanje i potom drenaža mogu dovesti do dodatne dezintegracije ugljena i stvoriti
nove površine. Drugo, vjerojatno viši predjeli sloja ili zarobljeni plinovi nisu u potpunosti
poplavljeni i ostaju pod dovoljno visokom temperaturom (vruće točke) koja podupire
adsorpciju. Kada svježi zrak ponovno uđe u sloj, ono će stvoriti vodenu paru kako napreduje
kroz vlažne uvjete. To kratko hlađenje vrućih točaka će dovesti do rapidne adsorpcije vodene
pare i uzrokovati rast temperature.
2.5.3. Sposobnost ugljena samozapaljenju
Velikim brojem istraživanja su utvrđeni potrebni uvjeti samozapaljenju ugljena i drugih
materijala, kao što su:
• Petrologija i starost ugljena; mlađi i niži rang ugljena je podložniji samozapaljenju
• Razina potrošnje kisika ili porast temperature pri određenoj fazi oksidacije
• Temperatura samozagrijavanja ili druge temperature pri određenim fazama
zagrijavanja
• Razine proizvodnje topline tijekom izotermalnog ili adijabatskog pokusa
Ne postoji eksperiment ili pokazatelj koji ima univerzalnu primjenu. Poteškoće se javljaju
zbog toga što sposobnost samozapaljenju ne ovisi samo o materijalu, nego o fizičkom stanju
i putu kretanja zračne struje kroz materijal, kao i metodi otkopavanja, te tlocrtu rudnika.
S ovolikim brojem čimbenika koji utječu na samozapaljenje je teško laboratorijskim
pokusima utvrditi sposobnost materijala samozapaljenju.
2.5.4. Prevencija nastanka samozapaljenja
Kao i sa svakim potencijalnim opasnostima u rudniku, tako i sa samozapaljenjem,
poduzimaju se preventivne mjere u fazi planiranja i projektiranja rudnika. Jezgre rudnog
tijela se pripremaju i poduzimaju se laboratorijski testovi kako bi se utvrdila sposobnost rude
ka samozapaljenju. Ventilacijski sustav treba biti projektiran na način koji minimalizira
diferencijalne tlakove između susjednih hodnika i duž zarušenih prostora. Prilikom
projektiranja ventilacije, zračne struje moraju biti dovoljne za uklanjanje plinova ili drugih
onečišćujućih tvari iz zraka s posebnim naglaskom na ograničavanje izboja metana.
Mogućnost samozapaljenja može biti ograničena smanjenjem količina ugljena, upotrebe
drvene podgrade, papira, masnih krpa ili drugog zapaljivog materijala koji se odlaže u starim
32
radovima rudnika. Ove mjere su nemoguće ukoliko se sloj ugljena mora ostaviti zbog zaštite
stropa hodnika. Također je važno označiti zone koje su potencijalno opasne, odnosno u
kojima se može očekivati spontano zapaljenje. Takve zone se kontroliraju na način da se
prati ima li zagrijavanja materijala, te koncentracije plinovitih produkata gorenja.
Na Slici 3-3 je prikazano strujanje zraka kroz materijal i zona u kojoj je izgledna pojava
spontanog zapaljenja urušenog područja čela radilišta. Te se kritične zone pojavljuju u
materijalu koji ima dovoljno kisika od zračne struje i osigurava proces oksidacije zapaljivog
materijala, ali nedovoljno da ukloni toplinu brže od njenog nastajanja. Zona prikazuje
nekonsolidirano područje koje dopušta strujanje zraka unutar materijala, te konsolidirano
područje i čelo radilišta.
Slika 3-3 Zona u kojoj je moguća pojava spontanog zapaljenja materijala u zarušenog
područja (prilagođeno od McPherson,2009).
2.5.5. Svladavanje samozapaljenja
Postoje tri načina otkrivanja samozapaljenja u rudniku. Najstariji među njima je putem
njuha, odnosno osjet karakterističnog mirisa aromatskih i nezasićenih plinova
hidrokarbonata koji se otpuštaju tijekom procesa oksidacije. Taj miris se često opisuje kao
miris nafte ili ulja za lampu. Uz miris se pojavljuje i vodena para koja se može uočiti u zraku
33
ili kao kondenzirana voda na željeznoj podgradi ili drugim površinama. U kasnijoj fazi se
pojavljuje i dim.
Drugi način otkrivanja je putem termalnih uređaja koji bilježe porast temperature.
Infracrvene snimke bokova hodnika su korištene kako bi se utvrdile točke emitiranja toplih
plinova u zračnu struju, te propuštanje pregrada koje se koriste tijekom požara. Upotreba
termalnih detektora je ograničena zbog male toplinske provodljivosti drobljenog kamena, te
žica koje ne podnose mehanička oštećenja.
Najčešće korištena metoda otkrivanja je kontinuirano praćenje koncentracije plinova u
izlaznoj zračnoj struji. Koncentracija plinova s porastom temperature ugljena je prikazana
na Slici 3-4.
Slika 3-4 Koncentracija plinova ovisno o temperaturi ugljena (prilagođeno od
McPherson, 2009).
Postoji procedura koja bi se trebala pratiti ukoliko se otkrije spontano zapaljenje u
rudniku. Prvo, detektori plinova bi trebali biti postavljeni nizvodno od zahvaćenog područja
i uzorci se uzimaju u intervalu od najviše 30 minuta. Radnici moraju biti evakuirani iz
područja zahvaćenog požarom, te iz rudnika ukoliko dođe do znatnog napredovanja vatre.
34
U isto vrijeme se moraju i označiti lokacije požara u rudniku. Lokacija se određuje prema
izvoru dima i plinova, no to je teško u slučaju zarušene zone ili starih radova. Tada se
pristupa praćenju koncentracije ugljičnog monoksida. Svi rezultati praćenja se ucrtavaju na
kartu rudnika kako bi se utvrdile moguće lokacije požara.
Sljedeći je korak kontroliranje, odnosno gašenje takvog požara. Postoje različite metode
gašenja od kojih se kao najsnažnija i najpraktičnija navodi upotreba inertnog plina prilikom
otvorenog i prikrivenog požara.
Jedan od pristupa gašenju požara je njegovo iskapanje, odnosno gorućeg materijala.
Ovakav pristup je moguć ukoliko se radi o manjem požaru i ako se točno zna njegova
lokacija. Iskapanje se izvodi u uzvodnoj zračnoj struji kako ne bi došlo do izlaganja radnika
dimu i plinovima čije se koncentracije konstantno prate tijekom požara, te hodnik mora biti
ovlažen tijekom iskapanja. Također je bitno pratiti stanje stropa hodnika koji može oslabiti
tijekom požara i uzrokovati urušavanje. Iskopani materijal se odvozi iz rudnika, a otkopani
prostor se nakon hlađenja zatrpava inertnim materijalom kao što je prašina vapnenca ili
gipsa, kako bi se spriječilo ponovno zapaljenje.
U nekim je slučajevima moguće ograničiti dotok zraka požaru, tako što se požarište
zakopa urušenom krovinom. Zatrpavanje požara, odnosno urušavanje krovine na lokaciju
požara je efektivno ukoliko se požar otkrije dovoljno rano sa detektorima plina, prije pojave
dima.
Velik broj pregrada postavljenih u hodnicima, među stupovima, na križanjima hodnika
kako bi kontrolirali tlak ventilacijskog sustava, također ograničavaju dotok zraka požaru.
Osim pregrada koji se postavljaju na vanjskim površinama, postoje i brtvila koja se utiskuju
u stijenu. Brtvila od betona i gipsa mogu biti naneseni brzo i efektivno na površinu hodnika,
kao i injektirani u stijenu gdje imaju svrhu brtve između zapaljenog materijala i prodora
zraka unutar materijala. Emulzije na bazi vode se također koriste u injektiranju iz podzemnih
prostorija ili pomoću bušotine s površine rudnika. Injektiranje natrijeva silikata u zaštitne
stupove ugljena se pokazalo efektivno prilikom samozapaljenja.
Ovakvi požari se mogu kontrolirati i putem balansiranja tlaka u zahvaćenoj zoni. Ukoliko
ne postoji diferencijalnih tlakova u zoni koja je zahvaćena samozapaljenjem, tada ni ne može
biti protoka zraka kroz materijal. Takva kontrola zahtjeva povećanje pritiska na povratnoj
strani zračne struje, odnosno smanjenje pritiska na ulaznoj strani zračne struje kako bi se
protok zraka kroz materijal ograničio. Ovakav pristup ima primjenu u starim radovima
rudnika ili u požarima jalovine bez da se ta područja brtve.
35
Još jedan od načina svladavanja samozapaljenja je potapanje požarišta. Ukoliko se požar
nalazi u blizini sadašnjih rudarskih radova, onda je olakšan pristup za potapanje. Drugi
pristup je potapanje područja požara s viših etaža rudnika, prilikom čega voda prodire do
vatre i čini gotovo savršeno brtvljenje požarišta od prodora zraka. Potapanju se nikako ne
pristupa ukoliko postoji i najmanja šansa spašavanja zarobljenih radnika.
2.6. UPOTREBA PREGRADA I KONTROLE TLAKA U SLUČAJU POŽARA I
EKSPLOZIJA
U rudarstvu je raširena upotreba pregrada prilikom požara i eksplozija, kako u
preventivne svrhe, tako i sa svrhom svladavanja širenja požara. Razlikujemo dvije vrste
pregrada, a to su privremene pregrade koje predstavljaju lagane i jednostavne strukture od
platna ili nekih drugih tkanina i materijala koje ne mogu izdržati značajnije opterećenje.
Pregrade koje se nazivaju trajnima su zidovi građeni od cigli, betonskih blokova, vreća s
pijeskom, metalnih ploča, i to u jednom ili više slojeva.
Pregrade imaju i ulogu kontrole ventilacije kako bi se spriječili gubitci u protoku zraka i
usmjerile zračne struje. S druge strane, pregrade koje su privremene ili trajne, nisu otporne
na eksplozije, te se očekuje kako će biti uništene u takvim slučajevima. U slučajevima
požara, pregrade imaju ulogu reguliranja zračnih struja oko područja zahvaćenog vatrom i
sprječavanje kontaminacije plinovima drugih dijelova rudnika.
Postoje i pregrade koje su otporne na eksplozije i one se postavljaju kada se metode
gašenja požara pokažu neučinkovitima, te kada su gotove akcije spašavanja. Njihova uloga
je sprječavanje prodora zraka na područje požara kako bi se stvorila inertna atmosfera i
njegovo gašenje. Postavljanje takvih pregrada je u slučajevima kada se požari otmu kontroli
i ne postoji drugi način njegova svladavanja, no pregrade se mogu otvoriti u slučajevima
spašavanja opreme kada se požar stavi pod kontrolu.
Odabir lokacije postavljanja pregrade se vrši na način da se zatvore svi pristupi području
zahvaćenom požarom. Prilikom postavljanja se moraju uzeti u obzir i bušotine koje dopiru
do površine, kao i cjevovodi jer u plićim rudnicima mogu dovesti do oštećivanja struktura
na površini. Nadalje, lokacije trebaju biti odabrane na način koji minimizira broj potrebnih
pregrada. Trebali bi postojati skladišta materijala za građenje pregrada koje su planirane u
36
fazi projektiranja rudnika kako bi se omogućilo što brže postavljanje pregrada. Također,
pregrade moraju biti postavljene u hodnicima koji imaju sigurnu podgradu i stabilne zidove
i strop.
Prilikom postavljanja pregrada se mora voditi računa o sigurnosti radnika koji ju
postavljaju. Radnici moraju imati dovod svježeg zraka, a ukoliko je atmosfera zagađena
produktima izgaranja, tada je neophodna upotreba samospasioca. Gdje postoji opasnost od
eksplozija ili izboja plinova, lokacija pregrade mora biti odabrana na način da se omogućuje
brzi bijeg radnika. Jasno je kako je teško odabrati lokaciju pregrade koja zadovoljava sve
tražene zahtjeve, no treba se voditi sigurnošću radnika i optimalne pozicije koja će dovesti
do gašenja požara.
Eksplozije koje se pojavljuju tijekom požara uzrokuju porast tlaka većeg od 350 kPa koji
su izmjereni kod eksplozije metana, stoga je važno da pregrade koje se smatraju otporne na
eksploziju, izdrže te velike dinamičke pritiske. Na Slici 3-5 je prikazana tipična pregrada
građena od cigle ili betonskih blokova između kojih se nalazi nezapaljiva ispuna. Duljina
pregrade, odnosno ispune, je računana po formuli (3-1) te na Slici 3-5 iznosi 3 do 5 metara.
Također, prilikom izračuna u obzir se mora uzeti stanje okolne stijene i tipa ispune, te se kao
minimalna debljina uzima 3 m. (McPherson, 2009).
Š𝑖𝑟𝑖𝑛𝑎 ℎ𝑜𝑑𝑛𝑖𝑘𝑎+𝑣𝑖𝑠𝑖𝑛𝑎
2+ 0.6 (3.1 )
Slika 3-5 Pregrada otporna na eksploziju (prilagođeno od McPherson, 2009).
Prilikom građenja ovakve pregrade u ugljenokopu, koristi se kamena prašina ispred same
pregrade koja sprječava širenje eksplozije do zida pregrade. Suhi materijali kao što su
37
pijesak, kamena prašina ili leteći pepeo koji se mogu koristiti kao ispuna, no bolji izbor je
gips. Takva ispuna se upumpava između zidova kao tekući materijal koji prodire u sve
pukotine i čini okolnu stijenu cementiranom.
Također se upotrebljavaju cijevi za uzorkovanje zagađene atmosfere i mjerenje tlaka iza
pregrade. Cijevi u kojima se nalaze mjerni instrumenti bi trebali biti dugi bar 30 metara kako
bi se dobile stvarne vrijednosti tlaka na području požara.
Metalna cijev prikazana na Slici 3-5 omogućuje pristup zraka prilikom postavljanja
pregrade. S druge strane usporava širenje požara bogatog gorivom i smanjuje rizik od
eksplozije dok su radnici još na radilištu. Također omogućuje pristup spasilačkim timovima
sa samospasiocima na požarište kako bi utvrdili stanje požara. Kada je pregrada postavljena,
cijev se zatvara na oba kraja kako bi pregrada bila nepropusna i radnici moraju napustiti
rudnik na 24 sata ili nakon što je uspostavljena inertna atmosfera.
Naime, glavna mana ovakvog tipa pregrade je vrijeme potrebno za postavljanje. U slučaju
otvorenog požara u ugljenokopima ili u prostorijama s drvenom podgradom, svladavanje
takvog požara zahtjeva brzu reakciju. Iz tog razloga je dizajnirana pregrada s poklopcem za
smanjenje pritiska, odnosno oduškom i naziva se ventilirana pregrada. Na Slici 3-6 je
prikazana takva pregrada izgrađena od drvenih greda i prišivenih dasaka na koje je pri vrhu
ovješen odušak od komada transportne trake i koji je napet pomoću spremnika vode. U
slučaju opasnosti, spremnik se probija i svi radnici napuštaju opasno područje. Odušak se
zatvara kada je spremnik ispražnjen.
Slika 3-6 - Pregrada s oduškom (prilagođeno od McPherson, 2009).
Ovakav tip pregrade može izdržati eksplozivna pulsiranja manjeg intenziteta i tako
predstavlja privremenu zaštitu dok se ne postavi trajna pregrada.
38
2.7. Plinoviti produkti požara (gorenja)
Prilikom požara u podzemnim prostorijama, ovisno o materijalu koji izgara, otpuštaju se
štetni plinoviti produkti. Osim putem ljudskih osjetila, nastali plinovi se detektiraju
praćenjem kvalitete zraka u rudniku koji predstavlja osnovnu metodu opažanja požara ili
samozapaljenja. Uzorkovanjem zračne struje nizvodno od požara ili iz pregrađenog područja
se može ustanoviti ponašanje požara i njegovo napredovanje, prilikom čega se prati
atmosfera u rudniku koja može postati eksplozivna. Plinoviti produkti variraju u svojim
koncentracijama s različitim fazama oksidacije, vremena i temperature i važno ih je pravilno
interpretirati.
Prilikom izgaranja ugljena ili drvene građe, događaju se sljedeći procesi
(McPherson,2009):
• Destilacija plinova iz čvrstog materijala
• Oksidacija čvrstog materijala na svojoj površini i emisija topline i svijetlosti
• Izgaranje zapaljivih plinova koji su produkt prethodno navedenih procesa, prilikom
čega dio topline podupire daljnju destilaciju.
Plinoviti produkti izgaranja i njihove količine ovise o udjelu navedenih procesa. Plinovi
nastali destilacijom ugljena su ugljični monoksid, ugljični dioksid, vodik i vodena para, kao
i metan, te ostali plinovi ugljikovodika. Drvena građa destilacijom otpušta iste plinove, iako
je količina vodika neznatna. Kada nastupi izgaranje, zapaljivi plinovi gore stupnjem koji
ovisi o dostupnosti kisika u zraku. Krajnja smjesa plinova požara je rezultat plinova
destilacije i širenja vatre koja dovodi do požara bogatog gorivom.
Složenost procesa nastanka ovakvih smjesa plinova može se prikazati kroz nekoliko
načina izgaranja metana:
CH4 + 2O2 → 2H2O + CO2
2CH4 + 3O2 → 4H2O + 2CO
3CH4 + 5O2 → 6H2O + 2CO + CO2
Nadalje, u daljnjim reakcijama se može proizvesti vodena para i daljnja redukcija
ugljičnog dioksida u ugljični monoksid.
Sa svrhom detektiranja plinova požara, uzorkovana atmosfera rudnika se sastoji od zraka,
zapaljivih plinova i inertnih plinova kao što su dušik i ugljični dioksid. Zapaljivi plinovi se
javljaju u slučajevima zagrijavanja ugljena, odnosno pojave samozapaljenja s ograničenom
dostupnosti kisika. Jedan od prvih i očitih indikatora požara je ugljični monoksid. Međutim,
pojava saturiranih ugljikovodika kao što je etilen, ukazuju na gorenje ugljena. Kako se požar
39
razvija u otvoreni požar, tako se pojavljuje sve veći broj plinovitih produkata, kao što je i
ugljični dioksid koji stvaraju onečišćujuću atmosferu rudnika.
Tijekom podzemnih požara, mora biti osigurano kontinuirano praćenje koncentracije
plinova ili analiza uzetih uzoraka atmosfere rudnika. Prilikom razvoja požara u požar bogat
gorivom, pojavljuje se opasnost od nastanka eksplozivne smjese plinova koja će napredovati
dalje od zone požara. Nadalje, ukoliko je zona požara pregrađena i zabrtvljena, dolazi do
porasta koncentracije zapaljivih plinova i pada koncentracije kisika što te smjese plinova
dovodi u granice eksplozivnosti. Slična opasnost se pojavljuje i pri ponovnom otvaranju
zatvorenih zona požara i dostupnosti kisika. Stoga je od velike važnosti poznavati granice
zapaljivosti i eksplozivnosti plinova i njihovih smjesa.
U Tablici 3.1. su prikazane donje i gornje granice zapaljivosti plinova prisutnih u
rudnicima, te trokut eksplozivnosti, odnosno postotak u smjesi sa inertnim plinovima i
kisikom koji tu smjesu čini eksplozivnom. U većini slučajeva, zapaljivi plin koji se
pojavljuje je metan koji u smjesi s kisikom i inertnim plinovima čini eksplozivnu smjesu.
Tablica 3-1 Granice zapaljivosti i eksplozivnosti plinova u rudnicima, (McPherson, 2009).
Plin Granice zapaljivosti, % Granice zapaljivosti u smjesi, %
Donja Gornja Plin Kisik
Metan 5,0 14,0 5,9 12,2
Ugljični monoskid 12,5 74,2 13,8 6,1
Vodik 4,0 74,2 4,3 5,1
40
3. EKSPLOZIJE U PODZEMNIM KOPOVIMA
Gotovo nijedna rudarska industrija u svijetu nije izbjegla havarije i traume uzrokovane
požarima i eksplozijama u rudnicima. Visoka je opasnost za ljudske živote kod ovakvih
nesreća što je predmet ovog rada, te je ovaj problem statistički obrađen u daljnjim
poglavljima.
Do ozljeda i fatalnih posljedica uslijed eksplozija dolazi zbog udarnog vala, gorenja i
visokih koncentracija ugljikovog monoksida poslije detonacije. Nažalost, od samo jedne
detonacije mogu stradati stotine radnika, pa je tako najveća zabilježena nesreća u rudarskoj
industriji ona u rudniku Honkieko, Mandžurija (1942.), regije u Kini, gdje je nastradalo i
život izgubilo preko 1500 rudara (Wikipedia, 2017.).
3.1. Uzroci eksplozija
Eksplozija se može definirati kao izuzetno brza kemijska reakcija praćena praskom,
oslobađanjem velike količine topline i naglim povećanjem volumena zbog stvaranja
plinovitih produkata. U slučaju eksplozije smjese metana i zraka, postižu se temperature do
2000 °C, dok su moguće i više temperature s drugim komponentama.
Kako bi došlo do eksplozije, moraju biti prisutne tri navedene komponente trokuta
eksplozivnosti: zapaljiva tvar, kisik i izvor paljenja. Međutim, postoje i daljnji uvjeti za
detonaciju, zapaljivi materijal može biti plin ili fino raspršena prašina u zraku, te u
koncentracijama koje se nalaze između donje i gornje granice zapaljivosti.
U većini podzemnih eksplozija je glavni uzrok paljenje metana, te jedan od najopasnijih
slučajeva. Osim samog paljenja, do velikih posljedica dolazi prilikom uzdizanja zapaljive
prašine udarnim valom koja se može zapaliti gorućim metanom. To sve rezultira eksplozijom
prašine koja je razornija od samog metana. Zapaljenje metana u većini slučajeva rezultira
plavim plamenom koji se prostire duž smjese sa zrakom, bez razvoja eksplozije. Do
eksplozije dolazi uslijed turbulencija i podizanja prašine ili velike topline unutar
komponenata trokuta eksplozije koji zapaljenje ubrzavaju do eksplozije.
Fino raspršena prašina svakog zapaljivog materijala može postati eksplozivna,
uključujući metalnu prašinu, sulfidnih ruda i većinu prašina organskog materijala. U
proizvodnji i skladištenju moraju biti poduzete mjere opreza radi sprječavanja nakupljanja
takvih prašina, uključujući i proizvodnju hrane. Uzroci požara su već prethodno navedeni,
te oni svi mogu dovesti do eksplozija, pa tako eksplozivnu smjesu može zapaliti električna
iskra sa energijom od samo 0,3 mJ.
41
3.1.1. Eksplozije plinova
Najčešće eksplozije u rudarstvu su povezane s metanom iz ugljena. Takve eksplozije se
osim u rudnicima mogu pojaviti i u skladištima ugljena, te na brodovima koji ga prevoze.
Kod manevriranja ugljenom, izmjerene su koncentracije do 40 % metana, prilikom čega
dolazi do miješanja metana i zraka u smjesu koja može postati eksplozivna. Kod takvih
radnji moraju biti poduzete mjere opreza kao što su praćenje koncentracije metana, dobar
ventilacijski sustav skladišta, izdvajanje svih izvora paljenja, zabrana pušenja, te dostupnost
sredstava za gašenje požara.
Osim metana, česte su i eksplozije vodika u stanicama za punjenje akumulatora, te
eksplozije para goriva iz strojeva. Međutim, eksplozijama u rudnicima je i dalje najveći
uzrok metan. Suvremeni ventilacijski sustavi su sposobni kontroliranju koncentracija
metana, no njegove koncentracije u ugljenu mogu doseći i 90 %, stoga je jasno kako između
emisije metana i zračne struje ipak dolazi do stvaranja eksplozivne smjese.
Kako bi se spriječilo paljenje metana, s radilišta moraju biti uklonjeni svi izvori paljenja,
te ukoliko je potrebno, ugrađene prskalice vode koji obaraju opasnu ugljenu prašinu.
Također, brzina zračne struje mora biti dostatna sprečavanju nakupljanja metana na radilištu
ili se metan može prethodno drenirati iz ugljena.
3.1.2. Eksplozije ugljene prašine
Opasnost od eksplozije ugljene prašine ovisi o čimbenicima kao što su:
1) Koncentracija prašine i prisutnost metana
Plamen zapaljene prašine je rezultat gorenja svake čestice prašine zasebno, stoga će
plamen biti veći što je veća koncentracija čestica prašine, odnosno što su čestice bliže
jedna drugoj. Ukoliko su dovoljno daleko jedna od druge, plamen će biti nedovoljan
da se proširi. S druge strane, ako su čestice preblizu, neće biti dovoljno prostora za
kisik koji podržava gorenje. Donja granica zapaljivosti je pri koncentraciji od 50 g/m3
s maksimalnom eksplozivnosti pri koncentraciji 150 g/m3 do 350 g/m3, ovisno o
sadržaju volatila u ugljenu (McPherson, 2009). Pri takvoj koncentraciji se stvara
zagušujuća atmosfera u rudniku. Gornja granica zapaljivosti po nekim autorima je i
do 5000 g/m3 (McPherson, 2009), no ovisno o dostupnosti kisika. Granice
zapaljivosti za respirabilnu prašinu mogu se kretati oko 2 miligrama po kubičnom
metru. Takva stanja se teško mogu postići s modernim ventilacijskim sustavima, no
42
opasnost je i u prašini nataloženoj na površinama kao što su transportne trake koja
može stvoriti eksplozivnu atmosferu prilikom uzdizanja i miješanja sa zrakom.
Slika 4-1 - Eksplozija ugljene prašine u testnoj prostoriji (Du Plessis, J.J.L. 2015.)
Eksplozivnost metana i ugljene prašine je u svojevrsnoj sinergiji. Zapaljivost jedne
od te dvije komponenete ovisi o prisutnosti obje. Također zapaljivost ugljena ovisi i
o sadržaju volatila.
2) Finoća prašine
Nije puno radova obrađeno oko poveznica finoće prašine, odnosno veličine čestica i
eksplozivnih svojstava. Međutim, povećana površina reakcije je postignuta manjom
veličinom čestica, te eksplozivnost raste kako se veličina čestica smanjuje.
Prihvaćeno je mišljenje kako svaka zapaljiva prašina koja je podignuta u zrak, može
biti eksplozivna, a to su čestice promjera do 250 mikrona.
3) Tip ugljena
Dokazano je kako je ugljena prašina eksplozivnija s porastom sadržaja volatila u
ugljenu. (McPherson, 2009). Ugljeni nižeg ranga, odnosno njihova prašina, je
sklonija zapaljenju. Prašina antracita se smatra neksplozivnom u normalnim uvjetima
rudnika. S druge strane, prašina ugljena s niskim sadržajem volatila s dovoljno
43
energije iniciranja može izazvati velike eksplozije. Razorna eksplozija u Mandžuriji
(1942.), koja je ranije spomenuta, se dogodila u rudniku ugljena sa sadržajem volatila
od 15 % do 19 %.
4) Snaga izvora iniciranja eksplozije
Energija izvora paljenja, odnosno iniciranja eksplozije, igra veliku ulogu u
eksplozivnosti prašine. Većina eksplozija ugljene prašine je bila inicirana
zapaljenjem metana koji je proizveo udarni val koji diže prašinu i zapaljuje ju.
Međutim, svaki izvor paljenja dostatne energije u prisutnosti zapaljivog plina i
prašine može izazvati eksploziju, pa su tako zabilježeni slučajevi eksplozija prašine
koja je inicirana upotrebom zabranjenog eksploziva.
Do eksplozije ugljene prašine dolazi njenim podizanjem uslijed udarnog vala koji može
biti potaknut plamenom frontom deflargacije koja je sporija od samog vala. Plamen brzine
od 50 m/s će proizvesti udarni val brzine 375 m/s. (McPherson, 2009). Slučajevi eksplozija
ugljene prašine i metana pokazuju kako brzina plamena raste brže od samog udarnog vala
pri čemu postižu brzine i do 1100 m/s. To pospješuje reakciju u detonaciju što dovodi do
adijabatskih tlakova u udarnom valu koji povećavaju temperaturu pri čemu udarni val i
plamena fronta postižu brzine i do 2000 m/s.
3.1.3. Eksplozije sulfidne prašine
Iako su eksplozije sulfidne prašine opasnost u rudnicima metala, oni nemaju razornu moć
kao ugljena prašina. Ovakve eksplozije se iniciraju prilikom miniranja rude koja sadrži više
od 40 % sumpora. Glavna opasnost kod sulfidnih ruda je stvaranje otrovnog sumpornog
dioksida. Nadalje, plin reagira s vodenom parom što uzrokuje koroziju i stvaranje para
sumporne kiseline. Iz navedenih razloga se prilikom miniranja sulfidnih ruda koristi voda
prije i tijekom miniranja.
3.2. Suzbijanje eksplozija
Primarna zaštita od eksplozija je dobro projektiran i vođen ventilacijski sustav, redovno
održavana oprema i uredno vođenje radilišta na način da se sprječava nakupljanje zapaljive
44
prašine i radilište na kojemu je osigurana upotreba kamene prašine za slučaj eksplozije, što
je jedna od najraširenijih metoda suzbijanja eksplozije.
3.2.1. Upotreba kamene prašine i vodenih barijera
Fina prašina vapnenca pomiješana s ugljenom prašinom ima dvije uloge u hodnicima.
Prvo, služi kao inertno sredstvo, odnosno razrjeđivač smjese koja lebdi u zraku, na način da
povećava međusobnu udaljenost zapaljivih čestica. Drugo, čestice kamene prašine
apsorbiraju toplinu i sprječavaju zapaljenje ugljene prašine. Ukoliko se omogući dostatna
količina kamene prašine, navedenim načinima se može spriječiti razvoj eksplozije.
Važno je da kamena prašina bude dobro pomiješana s ugljenom, te da je kamena prašina
dobro raspoređena po podzemnim prostorijama. Međutim, zapaljiva prašina na transportnim
trakama može izazvati eksploziju čak i kada je kamena prašina raspoređena po prostoriji.
Prašina se može jednoliko raspoređivati po prostoriji ako se kontroliranim protokom dodaje
u zračnu struju, te se taloži zajedno sa zapaljivom prašinom, tvoreći uniformnu smjesu.
Postoji druga metoda apliciranja kamene prašine, posebice u rudnicima s jednim ulazom
i otkopnom metodom širokog čela, koja uključuje barijere kamene prašine. Takve barijere
su jednostavne građe, a sastoje se od drvenih dasaka koje podupiru stupovi kao što je
prikazano na Slici 4-1. Na daskama je natovarena kamena prašina čija težina varira između
30 i 60 kilograma po dužnom metru daske. Svrha barijera je da se prašina rasprši djelovanjem
udarnog vala prilikom eksplozije, te se na taj način stvori visoka koncentracija prašine koja
sprječava razvoj plamene fronte.
Slika 4-2 Konstrukcija barijere kamene prašine u hodniku (Jovičić i dr., 1987).
45
Smještaj barijera mora biti pomno odabran. Ukoliko su preblizu potencijalnom mjestu
eksplozije, odnosno čelu radilišta, tada može doći do razvoja plamene fronte prije nego se
prašina adekvatno distribuira po zraku. S druge strane, ukoliko je predaleko, kamena prašina
se može previše disperzirati po zračnoj struji prije nailaska plamene fronte. Najčešće
rješenje, prikazano na Slici 4-2. je postavljanje barijere težine 30 kg/m, na 200 m od čela
radilišta, te druge barijere koje su više natovarene na veću udaljenost. Barijere kamene
prašine se također postavljaju duž transportnih traka.
Slika 4-3 Razmještaj barijera kamene prašine u rudniku (Jovičić i dr., 1987).
Barijere imaju i nedostatke kao što je vlaga u stropu hodnika koja veže prašinu i ona gubi
svoja svojstva. Također prašinu mogu raspršiti turbulencije uzrokovane radom strojeva ili
miniranja. Barijere kamene prašine su učinkovite pri ranoj fazi eksplozije, no ne mogu
suzbiti velike eksplozije, kao ni eksplozije metana.
Vodene barijere imaju istu ulogu kao kamena prašina. U ovom slučaju se upotrebljavaju
spremnici od polistirena ili nekog drugog slabijeg materijala, napunjenih s 40 do 90 litara
vode koji su postavljeni na stropu hodnika. Spremnici s vodom se raspadnu pri udarnom valu
koji putuje brzinom 100 m/s, te se voda rasprši pri čemu suzbija razvoj plamene fronte
efektom hlađenja i zamjene kisika.
46
3.2.2. Aktivirajuće barijere i detektori eksplozija
Barijere kamene prašine i vode imaju nedostatak što se njihova aktivacija oslanja samo
na udarni val eksplozije koji ih raspršuje. Aktivirajuće barijere su projektirane s unutarnjim
izvorom energije. Uobičajeni dizajn uključuje spremnik vode spojen na sustav prskalica duž
hodnika. Membrana koja zadržava vodu u spremniku sprječava protok vode ka prskalicama
pri normalnim uvjetima rada. Spremnik dušika ili ugljičnog dioksida pod tlakom je smješten
u spremnik vode, te sadrži ventil koji se aktivira pod pritiskom.
Prilikom aktivacije, grijač unutar spremnika plina uzrokuje naglo širenje plina i otvaranje
ventila. To uzrokuje veliki tlak u spremniku vode, puknuće membrane, te distribuciju vode
pod velikim pritiskom kroz prskalice. Nekoliko stotina litara vode može biti raspršeno u
jednoj sekundi. Neki proizvođači koriste praškaste materijale za suzbijanje plamene fronte,
umjesto vode, kao što je model na Slici 4-4.
Aktivacija barijere je pokrenuta električnim signalom detektora eksplozije koji je
smješten u blizini radilišta, odnosno potencijalnog mjesta eksplozije. Infracrveni,
ultraljubičasti, senzori temperature i tlaka se koriste kao detektori eksplozija.
Slika 4-4 Aktivirajuća barijera za suzbijanje eksplozije (International Journal of Coal
Science & Technology, 2015.)
47
4. PREGLED POŽARA I EKSPLOZIJA PO RUDNICIMA
Dok se u suvremenoj rudarskoj praksi upotrebljava sve više napredne tehnologije i
metoda otkopavanja, uz strože uvjete sigurnosti radnika, zabilježen je pad smrtnih
stradavanja, no nesreće se i dalje događaju. Kroz ovaj pregled nesreća u bližoj povijesti
rudarstva je vidljiv isti obrazac uzroka nesreća, te zemlje u kojima se one događaju. Kina,
zemlja koja drži više od trećine svjetske proizvodnje ugljena, nažalost drži i dvije trećine
smrtno stradalih rudara svake godine. Kina je prva u svijetu po broju stradalih, te zemlja u
kojoj je zabilježena najveća nesreća u povijesti rudarstva.
U pokrajini Mandžuriji, godine 1942., dogodila se tragedija u rudniku ugljena u kojemu
je život izgubilo preko 1500 rudara. Uzrok je bio jedan od najčešćih uzoraka koji je vidljiv i
u ovome pregledu, a to je eksplozija metana i ugljene prašine. Tijekom nesreće je ugašen
ventilacijski sustav i zatvoren ulaz kako bi se spriječio dotok kisika koji bi podupirao daljnji
razvoj požara, no uzrokovao je još jedan od najčešćih uzroka smrti u rudnicima, a to je
trovanje ugljičnim monoksidom (Wikipedia, 2017.).
Kroz pregled nesreća je vidljivo kako je najveći broj smrtno stradalih rudara zabilježen u
zemljama u razvoju, s druge strane su zabilježene i nesreće u zemljama koje predvode u
rudarskoj proizvodnji i imaju najviše standarde sigurnosti radnika.
Pregledom nesreća su statistički obrađene nesreće u rudarstvu po godini kada su se odvile,
lokaciji rudnika, brojem smrtno stradalih, te kratkim opisom nesreća, odnosno uzrokom
nesreće. Sljedeći dijagrami su rezutati te obrade u kojima je vidljivo kretanje broja smrtno
stradalih tijekom posljednjih 20 godina.
48
Slika 5-1 Dijagram smrtno stradalih u rudarskim nesrećama
Statističkom obradom nesreća u rudnicima tijekom razdoblja 2000.-2020. je utvrđen
ukupan broj smrtno stradalih koji iznosi 3880 žrtava. Na Slici 5-1. je vidljivo kako u broju
stradalih prednjače zemlje koje su i najveći proizvođači određenih mineralnih sirovina,
posebice ugljena. Pa tako je najviše stradalih u Kini, Rusiji, Ukrajini, te Turskoj. Također su
to zemlje koje se uslijed velike proizvodnje nedovoljno pridržavaju zakonske regulative po
pitanju sigurnosti.
Slika 5-2 Dijagram smrtno stradalih po uzrocima nesreća
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Uzroci i broj stradalih u svjetskim podzemnim rudnicima 2000.-2020.
Eksplozija Požar Zarušavanje Poplava
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Ugljen Željezo Zlato Nemetalne sirovine
Uzroci nesreća u mineralnim sirovinama 2000.-2020.
Eksplozija Požar Zarušavanje Poplava
49
Na Slici 5-2. je vidljivo kako je glavni uzrok nesreća koji je tijekom navedenog razdoblja
odnio najviše ljudskih žrtava zasigurno eksplozija čiji uzroci, prevencija i svladavanje
zauzimaju velik dio ovoga rada.
Slika 5-3 Dijagram smrtno stradalih u pojedinm mineralnim sirovinama
Na Slici 5-2., te Slici 5-3. su prikazani uzroci nesreća i mineralne sirovine u kojima se
najviše događaju nesreće, te je vidljivo kako su glavni uzrok eksplozije koje se najvećim
dijelom događaju u ugljenokopima, s ukupnim bojem smrtno stradalih od 3530. U radu su
navedeni uzroci eksplozija koji ugljenokope svrstavaju u opasna radna okruženja zbog stalne
prisutnosti zapaljivih plinova i prašine. U Prilogu 1. je sadržana cijela statistička obrada
nesreća, te se nalaze opisi nesreća u drugim mineralnim sirovinama čiji su uzroci
neprimjereno rukovanje eksplozivima, poplave u rudnicima, zarušavanja prostorija, itd.
Broj stradalih po mineralnim sirovinama
Ugljen Zlato Željezo Nemetalne sirovine
50
Slika 5-4 Dijagram kretanja broja smrtno stradalih u rudnicima
Slika 5-5 Dijagram kretanja broja pojavljivanja požara i eksplozija u rudnicima
Tijekom posljednjih 20 godina je zabilježeno 3880 smrtnih slučajeva u rudarskim
nesrećama, čiji se broj smanjuje s modernizacijom proizvodnje, no kako je prikazano na
Slici 5-4. i Slici 5-5, i dalje su prisutne pojave požara i eksplozija u rudarskoj proizvodnji,
te variraju ovisno od godine do godine. Za razliku od posljednjih godina kada je
0
100
200
300
400
500
600
Kretanje broja stradalih u rudnicima tijekom 2000.-2020.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Kretanje broja pojavljivanja požara i eksplozija u rudnicima tijekom 2000.-2020.
51
pojavljivanje požara i eksplozija u stagnaciji, godine 2006. do 2010. izuzev 2008., su bile
kritične po broju njihova pojavljivanja i po ljudskim žrtvama.
Slika 5-6 Dijagram pojavljivanja požara i eksplozija u rudnicima
Zemlje koje su vodeće u proizvodnji ugljena su po prethodnim dijagramima u vrhu po
broju stradalih u nesrećama, isto tako je vidljivo kako imaju najveći broj pojavljivanja požara
i eksplozija u rudnicima po Slici 5-6. Ponavljaju se iste države s velikim brojem žrtava kao
što su Kina, Rusija, Ukrajina, Turska i SAD.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Broj pojavljivanja požara i eksplozija u svjetskim podzemnim rudnicima 2000.-2020.
Eksplozija Požar
52
Slika 5-7 Dijagram pojavljivanja požara i eksplozija u mineralnim sirovinama
Kako je već navedeno u prethodnim poglavljima, usprkos razvoju metoda eksploatacije i
upotrebe novih tehnologija, pojava požara i eksplozija nije isključena. Tako je na
dijagramima pojave požara i eksplozija po svjetskim rudnicima i u pojedinim mineralnim
sirovinama, na Slici 5-6. i Slici 5-7., vidljivo kako njihova pojava varira posljednjih godina,
te kako ugljen i dalje predstavlja najopasnije područje naše struke.
Pojavljivanje požara i eksplozija po mineralnim sirovinama
Ugljen Zlato Željezo Bakar
53
5. ZAKLJUČAK
Požari i eksplozije su opasnosti koje su u suvremenom rudarstvu sveprisutne, stoga se
ulažu velika sredstva i napori u istraživanje, zaštitu, prevenciju, te njihovo svladavanje.
Takve opasnosti se ne događaju često, no kao posljedicu imaju velike materijalne gubitke i
tragične ishode, opasne po život rudara, ali i trenutno ili trajno oštećenje rezervi mineralnih
sirovina.
Pojava požara i eksplozija u podzemnoj eksploataciji se ne smanjuje usprkos razvoju
metoda eksploatacije, praćenja utjecaja eksploatacije na okoliš, te kontrole potencijalnih
opasnosti. Opasnosti u rudarstvu se nažalost pojavljuju i radi ljudskog faktora, odnosno radi
prioriteta kompanija u pogledu sigurnosti i zaštite na radu, te ekonomije koja diktira sve veću
potražnju za mineralnim sirovinama.
U ovome radu su opisane sve opasnosti koje se pojavljuju u podzemnoj eksploataciji, te
njihovi uzroci, prevencije, načini svladavanja eksplozija i požara. Koristeći programe Office
paketa, statistički su obrađene nesreće podzemne eksploatacije u svijetu tijekom razdoblja
između 2000. – 2020. U posljednjih 20 godina je kroz ovaj pregled ustanovljeno 3880 smrtno
stradalih rudara, od kojih je najveća većina stradala od požara i eksplozija u ugljenokopima,
što čini 3530 žrtava, odnosno 91 % svih stradalih.
Najveći dio nesreća se odvio u zemljama u razvoju, odnosno zemljama koje se velikim
dijelom oslanjaju na fosilna goriva kao što je ugljen, te imaju njihovu najveću proizvodnju.
Tako velika proizvodnja je nažalost na uštrb sigurnosti, te dovodi do katastrofalnih
posljedica i u novijoj povijesti. Zemlje kao što su Kina, Rusija, Ukrajina, Turska su visoko
na ljestvici broja nesreća i smrtno stradalih rudara, te pojavljivanju požara i eksplozija u
rudnicima što je vidljivo kroz ovaj rad i pregled nesreća, no pojava nesreća nije isključena
ni u najrazvijenijim državama svijeta.
U konačnici, ovaj diplomski rad i pregled nesreća može poslužiti kao upozorenje u
budućem radu u okruženju podzemne eksploatacije jer postoje mnogi čimbenici koji utječu
na sigurnost i rizike koji mogu biti reducirani, ali nikad u potpunosti eliminirani.
54
6. LITERATURA
DU PLESSIS, J.J.L. 2015. Active explosion barrier performance against methane and
coal dust explosions. International journal of coal science and technology. URL:
https://link.springer.com/article/10.1007 (16.12.2019.)
McPHERSON, M.J. 2009. Subsurface ventilation engineering. 2nd edition. Fresno:
Mine ventilation services Inc.
URL: https://mvsengineering.com/index.php/downloads/publications (26.11.2019.)
MINERS. 2019. Training handbook – mine rescue operations. Leoben: Montan
Universitat
JOVIČIĆ V., MILJKOVIĆ M., NUIĆ J., ULJIĆ H., VUKIĆ M. 1987. Sigurnost i
tehnička zaštita u rudarstvu. Tuzla: Univerzitetska knjiga.
NIOSH, 2017. Historical mine disasters. The national institute for occupational safety
and health. URL: https://www.cdc.gov/niosh/mining/statistics/minedisasters.html
(16.12.2019.)
WIKIPEDIA. 2010. 21st – century mining disaters. URL:
https://en.wikipedia.org/wiki/Category:21st-century_mining_disasters (2.12.2019.)
WIKIPEDIA. 2020. Liste von Unglücken im Bergbau. URL:
https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_von_Ungcken_im_Bergbau#2001_bis_heute
(7.1.2020.)
ZNR. 2018. Osnove zaštite od požara. Zaštita na radu. URL:
https://zastitanaradu.com.hr/kategorije/zastita-od-pozara (7.1.2020.)
PREVENTA. 2019. GHS piktogrami opasnosti. Preventa plus d.o.o. URL:
https://znakovisigurnosti.eu/ghs-piktogrami-opasnosti.html (29.1.2020.)
55
Prilog 1. Tablica nesreća u rudnicima tijekom 2000. – 2020.
Godina Naziv rudnika Država Vrsta sirovine
Uzrok Broj stradalih
Opis
2019.
Bolaang
Mongondow
Indonezija
Zlato
Urušavanje
29
Puknuće i urušavanje potpornih struktura okna
2019.
Hpakant
Mijanmar
Žad
Urušavanje
6
Aktivirano klizište koje je uzrokovalo urušavanje
2019.
Guanglong
Kina
Ugljen
Eksplozija
14
Eksplozija metana
2019.
Pingyao
Kina
Ugljen
Eksplozija
15
Eksplozija metana
2019.
Shidkarbon
Ukrajina
Ugljen
Eksplozija
19
Eksplozija metana
2018.
Meghalaya
Indija
Ugljen
Poplava
15
Prodiranje vode iz susjednog poplavljenog hodnika
2018.
Karvina
Češka
Ugljen
Eksplozija
13
Eksplozija metana
2018.
Quetta
Pakistan
Ugljen
Eksplozija
16
Eksplozija metana
2018.
Shandong
Kina
Ugljen
Gorski udar
11
Stradanje rudara od padajućeg kamenja uslijed gorskog udara
2017.
Zemestan-Yurt
Iran
Ugljen
Eksplozija
plinova
42
Eksplozija plinova uslijed pokretanja lokomotive putem akumulatora
56
2017.
Stepowa
Ukrajina
Ugljen
Eksplozija
11
Eksplozija metana
2016.
Vorkuta
Rusija
Ugljen
Eksplozija metana
36
Tri eksplozije metana koje su dovele do urušavanja djela rudnika i povećane koncentracije ugljičnog monoksida
2015.
Hpakant
Mijanmar
Žad
Klizište jalovine
116
Nepoznat uzrok pokretanja klizišta jalovine rudnika žada, uslijed pretrage jalovišta za preostalim kamenjem žada
2015.
Liaoning
Kina
Ugljen
Požar
17
Eksplozija metana
2015.
Zasyadko
Ukrajina
Ugljen
Eksplozija
plinova
34
Eksplozija zapaljivih plinova od nepoznatog uzroka
2014.
Raspotočje,
Zenica
BiH
Ugljen
Gorski udar
5
Urušavanje hodnika uslijed potresa jačine 3,5 po Richteru
2014.
Ermenek
Turska
Ugljen
Poplava
18
Poplava podzemnih prostorija uslijed puknuća cijevi
2014.
Eynez, Soma
Turska
Ugljen
Požar i
eksplozija
301
Požar uslijed eksplozije čiji uzrok nije definiran. Požar se pojavio prilikom smjene radnika čija je smrt nastupila uslijed povećane koncentracije ugljičnog monoksida.
57
2013.
Babao
Kina
Ugljen
Eksplozija
53
Dvije eksplozije unutar rudnika iz nepoznatih razloga u razmaku od tri dana
2013.
Pozo Emilio del
Valle
Španjolska
Ugljen
Izboj
plinova
6
Izboj metana
2013.
Kallwerk Werra
Njemačka
Kalijeva
sol
Trovanje ugljičnim
dioksidom
6
Trovanje ugljičnim dioksidom u visokoj koncentraciji poslije miniranja.
2013.
Gyama
Kina
Zlato
Klizište
83
Gubitak stabilnosti kosine uslijed zasićenja vodom poslije velike količine snijega
2013.
Machang
Kina
Ugljen
Eksplozija
25
Eksplozija plinova i ugljene prašine
2013.
Taozigou
Kina
Ugljen
Eksplozija
28
Eksplozija uslijed ilegalnog rudarenja ugljena bez ventilacijskog sustava.
2012.
Xiaojiawan
Kina
Ugljen
Eksplozija
46
Eksplozija plinova i urušavanje okna.
2011.
Suhodolskaya-Vostochnaya
Ukrajina
Ugljen
Eksplozija
26
Eksplozija metana
2011.
Bazhanova
Ukrajina
Ugljen
Kolaps dizala
2
Kolaps dizala unutar okna rudnika zbog “nemara u radu“.
2011.
La Preciosa
Kolumbija
Ugljen
Eksplozija
21
Eksplozija metana
58
2011.
Gleision Colliery
Wales
Ugljen
Poplava
4
Prodiranje vode uslijed rutinske operacije miniranja čela radilišta.
2010.
San Jose, Copiapó
Čile
Bakar
Urušavanje
0
Spašeno svih 33 zarobljenih rudara nakon 69 dana. Akciju spašavanja provodila Čileanska vlada, NASA i deseci svjetskih rudarskih kompanija.
2010.
San Fernando
Kolumbija
Ugljen
Eksplozija
73
Eksplozija metana
2010.
Dongxing
Kina
Ugljen
Požar
25
Požar električnih instalacija u rudniku.
2010.
Luotuoshan
Kina
Ugljen
Poplava
32
Prodor vode u prostorije iz vodonosnika u okolni vapnenačkim stijenama.
2010.
Pike River
Novi Zeland
Ugljen
Eksplozija
29
Četiri eksplozije metana unutar par dana.
2010.
Raspadaskaya
Rusija
Ugljen
Eksplozija i urušavanje
90
Eksplozija metana koja je dovela do urušavanja ventilacijskog okna i stradanja rudara.
2010.
Krasnogorskaja
Rusija
Ugljen
Eksplozija
1
Eksplozija metana
2010.
Upper Big
Branch
SAD
Ugljen
Eksplozija
29
Eksplozija metana i ugljene prašine.
59
2010.
Wangjialing
Kina
Ugljen
Poplava
37
Prodiranje podzemne vode na najdonje horizonte u kojima su bili rudari.
2010.
Yuanyang
Kina
Ugljen
Eksplozija
21
Urušavanje rudarskih prostorija uslijed eksplozije prilikom koje su korišteni ilegalni, odnosno nedopuštena eksplozivna sredstva.
2010.
Zonguldak
Turska
Ugljen
Eksplozija
28
Eksplozija metana u ugljenokopu.
2009.
Chongqing
Kina
Ugljen
Eksplozija
30
Eksplozija zapaljivih plinova.
2009.
Estjuninskaja
Rusija
Željezo
Eksplozija
9
Iniciranje eksploziva tijekom transporta na 180 metara dubine
2009.
Kirow
Ukrajina
Ugljen
Eksplozija
8
Eksplozija nepoznatog uzroka
2009.
Skotschinsky
Ukrajina
Ugljen
Eksplozija
11
Eksplozija metana i ugljene prašine
2009.
Dompoase
Gana
Zlato
Urušavanje
18
Urušavanje ilegalnog rudnika zlata uslijed pokrenutog klizišta.
2009.
Handlova
Slovačka
Ugljen
Eksplozija
20
Požar unutar istočnog okna koji je pokrenuo eksploziju zapaljivih plinova u
60
drugom djelu rudnika.
2009.
Harmony Gold
Južnoafrička
Republika
Zlato
Požar
82
Smrt rudara trovanjem otrovnim plinovima uslijed požara u oknu.
2009.
Rustenburg
Južnoafrička
republika
Platina
Zarušavanje
9
Zarušavanje prostorije
2009.
Heilongjiang
Kina
Ugljen
Eksplozija
108
Eksplozija zapaljivih plinova koji su nakupljeni zbog loše ventilacije rudnika.
2009.
Henan
Kina
Ugljen
Eksplozija
76
Eksplozija metana u ugljenokopu.
2009.
Shanxi
Kina
Ugljen
Eksplozija
74
Eksplozija metana i trovanje ugljičnim monoksidom.
2009.
Henan
Kina
Ugljen
Eksplozija
42
Eksplozija nepoznatog uzroka
2009.
Jinzhong
Kina
Ugljen
Eksplozija
11
Eksplozija nepoznatog uzroka
2009.
Bezirk
Indonezija
Ugljen
Eksplozija
17
Eksplozija plinova
2009.
Wujek-Śląsk
Poljska
Ugljen
Eksplozija
20
Eksplozija metana 1 kilometar ispod površine u bitumenoznom ugljenu.
2009.
Devecikonagi
Turska
Ugljen
Eksplozija
19
Urušavanje podzemnih prostorija uslijed
61
eksplozije metana
2008.
Petrila
Rumunjska
Ugljen
Eksplozija
13
Eksplozija metana u ugljenokopu.
2008.
Borynia
Poljska
Ugljen
Eksplozija
4
Eksplozija metana
2008.
Karl Marx
Ukrajina
Ugljen
Urušavanje
12
Eksplozija plinovoda koja je dovela do urušavanja rudarskih prostorija.
2007.
Crandall Canyon
SAD
Ugljen
Urušavanje
9
Urušavanje djela rudnika na 457 m dubine koje je izazvalo seizmičku aktivnost na uređajima.
2007.
Gameza
Kolumbija
Ugljen
Eksplozija
8
Eksplozija plinova
2007.
La Preciosa
Kolumbija
Ugljen
Eksplozija
32
Eksplozija plinova
2007.
Shandong
Kina
Ugljen
Poplava
181
Poplava dva okna rudnika nakon što je nabujala rijeka probila nasip.
2007.
Ulyanovskaya
Rusija
Ugljen
Eksplozija
108
Eksplozija metana i ugljene prašine koja je inicirana iskrom oštećenih električnih instalacija.
2007.
Yubileynaya
Rusija
Ugljen
Eksplozija
38
Eksplozija metana zbog oštećenih električnih instalacija.
62
2007.
Zasyadko
Ukrajina
Ugljen
Eksplozija
101
Eksplozija metana uslijed loših sigurnosnih uvjeta rudnika.
2006.
Vladimir Lenjin
Kazahstan
Ugljen
eksplozija
41
Eksplozija metana na dubini od 620 m.
2006.
Halemba
Poljska
Ugljen
Eksplozija
23
Eksplozija metana i ugljene prašine.
2006.
Kreis Caras
Severin
Rumunjska
Ugljen
Eksplozija
7
Eksplozija plinova
2006.
Aracoma Alma
SAD
Ugljen
Požar
2
Požar u rudniku uslijed zapaljenja transportne trake. Gusti dim je zapriječio izlazak hodnikom.
2006.
Beaconsfield
Australija
Zlato
Urušavanje
1
Urušavanje rudarskih prostorija na dubini od jednog kilometra uslijed potresa.
2006.
Carola-Augustina,
Copiapo
Čile
Bakar
Eksplozija
2
Eksplozija nastala sudarom dva kamiona u rudniku, te zaprječivanje izlaza za rudare.
2006.
Darby
SAD
Ugljen
Ekslozija
5
Eksplozija metana u ugljenokopu.
2006.
Nanshan Colliery
Kina
Ugljen
Eksplozija
24
Eksplozija zapaljivih plinova uslijed pogrešne upotrebe eksploziva. Rudnik nije imao valjanu sigurnosnu licencu.
63
2006.
Odakoy
Turska
Ugljen
Eksplozija
17
Eksplozija metana na dubini od 150 m.
2006.
Pasta de Conchos
Meksiko
Ugljen
Eksplozija
65
Eksplozija metana.
2006.
Sago
SAD
Ugljen
Eksplozija
12
Urušavanje rudarskih prostorija zbog eksplozije metana.
2006.
Darby
SAD
Ugljen
Eksplozija
5
Eksplozija plinova
2006.
Sullivan
Kanada
Olovo, cink,
srebro
Nedostatak
kisika
4
Istraživanje u zatvorenom rudniku koje je dovelo do smrti dva znanstvenika i dva bolničara uslijed nedostatka kisika.
2005.
Sunjiawan
Kina
Ugljen
Eksplozija
214
Eksplozija plinova par minuta nakon potresa koji je pogodio područje na kojemu je rudnik.
2005.
Dongfeng
Kina
Ugljen
Eksplozija
134
Eksplozija plinova
2005.
Essaulskaja
Rusija
Ugljen
Eksplozija
25
Eksplozija plinova
2004.
Schachtinskaja
Kazahstan
Ugljen
Eksplozija
60
Eksplozija plinova
2004.
Chenjiashan
Kina
Ugljen
Eksplozija
166
Eksplozija plinova
64
2004.
Kusbass
Rusija
Ugljen
Eksplozija
13
Eksplozija plinova
2004.
Krasnolymanska
Ukrajina
Ugljen
Eksplozija
37
Eksplozija plinova
2004.
Taischina
Rusija
Ugljen
Eksplozija
47
Urušavanje prostorija uslijed eksplozije plinova
2002.
La Espuela
Meksiko
Ugljen
Poplava
13
Poplava rudarskih prostorija nakon što su rudari probušili u poplavljeni hodnik.
2002.
Donezk
Ukrajina
Ugljen
Eksplozija
20
Eksplozija plinova
2002.
Jasmos
Poljska
Ugljen
Eksplozija
5
Eksplozija nepoznatog uzroka
2001.
Sassjadko
Ukrajina
Ugljen
Eksplozija
39
Eksplozija plinova
2001.
Shaanxi
Kina
Ugljen
Eksplozija
150
Eksplozija uslijed nepropisnog rukovanja eksplozivom u ilegalnom rudniku.
2001.
Brockwood
SAD
Ugljen
Eksplozija
13
Eksplozija plinova
2000.
Komsomolez
Rusija
Ugljen
Eksplozija
12
Eksplozija plinova
2000.
Barakowa
Ukrajina
Ugljen
Eksplozija
81
Eksplozija plinova
65
2000.
Dahuangshan
Kina
Ugljen
Poplava
14
Prodor vode u rudničke prostorije